DE2243866A1 - DIAPHRAGMS FOR ELECTROLYTIC CELLS - Google Patents

DIAPHRAGMS FOR ELECTROLYTIC CELLS

Info

Publication number
DE2243866A1
DE2243866A1 DE19722243866 DE2243866A DE2243866A1 DE 2243866 A1 DE2243866 A1 DE 2243866A1 DE 19722243866 DE19722243866 DE 19722243866 DE 2243866 A DE2243866 A DE 2243866A DE 2243866 A1 DE2243866 A1 DE 2243866A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
diaphragm
fluorocarbon
cathode
asbestos
anode
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE19722243866
Other languages
German (de)
Inventor
William Bruce Darlington
Robbie Thomas Foster
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
PPG Industries Inc
Original Assignee
PPG Industries Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by PPG Industries Inc filed Critical PPG Industries Inc
Publication of DE2243866A1 publication Critical patent/DE2243866A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C25ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25BELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES FOR THE PRODUCTION OF COMPOUNDS OR NON-METALS; APPARATUS THEREFOR
    • C25B1/00Electrolytic production of inorganic compounds or non-metals
    • C25B1/01Products
    • C25B1/34Simultaneous production of alkali metal hydroxides and chlorine, oxyacids or salts of chlorine, e.g. by chlor-alkali electrolysis
    • C25B1/46Simultaneous production of alkali metal hydroxides and chlorine, oxyacids or salts of chlorine, e.g. by chlor-alkali electrolysis in diaphragm cells
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08JWORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J5/00Manufacture of articles or shaped materials containing macromolecular substances
    • C08J5/20Manufacture of shaped structures of ion-exchange resins
    • C08J5/22Films, membranes or diaphragms
    • C08J5/2206Films, membranes or diaphragms based on organic and/or inorganic macromolecular compounds
    • C08J5/2218Synthetic macromolecular compounds
    • C08J5/2231Synthetic macromolecular compounds based on macromolecular compounds obtained by reactions involving unsaturated carbon-to-carbon bonds
    • C08J5/2237Synthetic macromolecular compounds based on macromolecular compounds obtained by reactions involving unsaturated carbon-to-carbon bonds containing fluorine
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C25ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25BELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES FOR THE PRODUCTION OF COMPOUNDS OR NON-METALS; APPARATUS THEREFOR
    • C25B13/00Diaphragms; Spacing elements
    • C25B13/04Diaphragms; Spacing elements characterised by the material
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08JWORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2327/00Characterised by the use of homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by a halogen; Derivatives of such polymers
    • C08J2327/02Characterised by the use of homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by a halogen; Derivatives of such polymers not modified by chemical after-treatment
    • C08J2327/12Characterised by the use of homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by a halogen; Derivatives of such polymers not modified by chemical after-treatment containing fluorine atoms

Description

Dr. Michael Hann H / C (489)Dr. Michael Hann H / C (489)

„ ββ September 1972β September 1972

Patentanwalt 63 Gießen Ludwigstraße 67Patent attorney 63 Gießen Ludwigstrasse 67

.PPG Industries, Inc., Pittsburgh, USA.PPG Industries, Inc., Pittsburgh, USA

DIAPHRAGMEN FÜR ELEKTROLYTISCHE ZELLENDIAPHRAGMS FOR ELECTROLYTIC CELLS

Priorität ι 9. September 1971 / USA / Ser.No. 179,151Priority ι September 9, 1971 / USA / Ser.No. 179,151

Nach einem allgemein bekannten Verfahren werden Alkalichloride zur Herstellung von Chlor und von Alkalihydroxid in einer Diaphragmazelle elektrolysiert. Solche elektrolytische Zellen besitzen im wesentlichen eine Struktur, wie sie in den US-Patentschriften 3 337 443 und 3 022 244 beschrieben ist.According to a well-known process, alkali chlorides are used for the production of chlorine and alkali hydroxide electrolyzed in a diaphragm cell. Such electrolytic cells essentially have one Structure as described in U.S. Patents 3,337,443 and 3,022,244.

Bei solchen Zellen dient das Diaphragma zur Trennung des Anodenraums von dem Kathodenraum. Als Ausgangsstoff wird eine wässrige Lösung eines Alkalichlorids, d.h. eine Sole, in den Anodenraum eingeführt. In dem Anodenraum bildet sich aus dem Halogenion des dissoziierten Alkalihalogenide, das freie Halogen an der Anode. Das Alkaliion, das Hydroxylion und ein Teil des Halogenidions wandern durch das Diaphragma in den Kathodenraum, In dem Kathodenraum werden an der Kathode Alkalihydroxid und gasförmiger Wasserstoff freigesetzt.In such cells, the diaphragm serves to separate the anode compartment from the cathode compartment. As a starting material an aqueous solution of an alkali chloride, i.e. a brine, is introduced into the anode compartment. In the anode compartment is formed from the halogen ion of the dissociated alkali halide, the free halogen at the anode. The alkali ion, the hydroxyl ion and part of the halide ion migrate through the diaphragm into the cathode compartment, in which In the cathode compartment, alkali metal hydroxide and gaseous hydrogen are released at the cathode.

30981 I/1U230981 I / 1U2

Das Diaphragma dient unter anderem dazu, um einen pH-Unterschied zwischen den beiden Räumen aufrechtzuerhalten. In der Rögel hat der Elektrolyt in dem Anodenraum ein pH von etwa 3,5 bis etwa 5,5, wogegen im Kathodenraum sein pH bei 2,0 oder noch höher liegt. Bei einer typischen elektrolytischen Zelle von der vorhin beschriebenen Art dient das Diaphragma zur Aufrechterhaltung dieses pH-Unterschieds. The diaphragm is used, among other things, to establish a pH difference maintain between the two rooms. In the Rögel, the electrolyte has an anode space pH from about 3.5 to about 5.5, whereas in the cathode compartment its pH is 2.0 or even higher. With a typical In an electrolytic cell of the type described above, the diaphragm is used to maintain this pH difference.

In der Regel werden solche Diaphragmen aus Asbest hergestellt. Bei den bekannten elektrolyt ischen Zellen wird eine in der Literatur als Chrysotil bezeichnete Asbestart verwendet. Der Chrysotilasbest hat eine faserige Struktur und wird durch die empirische Formel 3MgO.2SiO3.2H2O charakterisiert.As a rule, such diaphragms are made from asbestos. In the known electrolytic cells, a type of asbestos known in the literature as chrysotile is used. Chrysotile asbestos has a fibrous structure and is characterized by the empirical formula 3MgO.2SiO 3 .2H 2 O.

Asbestdiaphragmen haben im allgemeinen eine Dicke von etwa 3,2 mm bei der Montage und "quellen" um etwa 100% bis zu einer Dicke von etwa 6,4 mm beim Gebrauch auf.Asbestos diaphragms are generally about 3.2 mm thick when assembled and "swell" up to about 100% a thickness of about 6.4 mm in use.

Derartige Asbestdiaphragmen haben in elektrolytischen Zellen mit Graphitanoden im allgemeinen eine Lebensdauer von etwa 4 bis etwa 7 Monaten. In elektrolytischen Zellen, bei denen die Anoden dimensionsbeständig sind (d.h., daß die Anoden ein Metallsubstrat mit einem elektrisch leitenden Metall oder einer elektrisch leitenden Metallverbindung auf ihrer Oberfläche sind), liegt die Lebensdauer des Diaphragmas in der Regel bei etwa 3 bis etwa 7 Monaten. Diese Gebrauchs zeiten der Diaphragmen sind kurz im Vergleich zu einer Gebrauchszeit von 18 Monaten, die typisch für die dimensionsbeständigen Anoden ist. Aus diesem Grund müssen während derSuch asbestos diaphragms have electrolytic cells with graphite anodes generally a life of about 4 to about 7 months. In electrolytic cells where the anodes are dimensionally stable (i.e. the anodes have a metal substrate with an electrically conductive metal or an electrically conductive metal compound on its surface), the life of the diaphragm lies usually from about 3 to about 7 months. These diaphragm usage times are short compared to one 18 months of use, typical of the dimensionally stable Anodes is. For this reason, during the

30981 1/1U230981 1 / 1U2

Gebrauchszeit solcher Anoden mehrere Erneuerungen der Asbestdiaphragmen durchgeführt werden. :%Period of use of such anodes several renewals of the Asbestos diaphragms are carried out. :%

Es wurde nun gefunden, daß Diaphragmen, die ein hydrophiles, kation-selektives Poly('fliiorkohlenstoff)copolymeres enthalten und durch die Sole leicht benetzt werden, für die Elektrolyse von Alkalichlorid in Diaphragmazellen sehr gut geeignet sind, insbesondere, wenn derartige Zellen dimensionsbeständige Anoden besitzen*It has now been found that diaphragms containing a hydrophilic, contain cation-selective poly (fluorocarbon) copolymers and are easily wetted by the sols, for the Electrolysis of alkali chloride in diaphragm cells are very suitable, especially when such cells have dimensionally stable anodes *

Derartige Diaphragmen zeichnen sich durch eine lange Lebensdauer in elektrolytischen Chlorzellen aus, da sie im wesentlichen gegenüber Chlor und den anderen Bestandteilen des Mediums inert sind, so daß ihre Lebensdauer nur durch den mechanischen Abrieb durch den Elektrolyten und die entwickelten Gase begrenzt wird.Such diaphragms are characterized by a long service life in electrolytic chlorine cells as they are essentially to chlorine and the other components of the medium are inert, so that their service life is only due to the mechanical abrasion from the electrolyte and the developed Gases is limited.

Zur Aufrechterhält an? eines ausreichenden pH-Gradienten zwischen dem Anolyten und dem Katholyten genügt es, wenn diese Diapnragmen eine Dicke von etwa ,0254 bis etwa 6,35 mm besitzen. Dadurch läßt sich <■·. bstand (interelectrode gap) zwischen der Anöde und der Kathode bei elektrolytischen Diaphragmazellen reduzieren. Man kann infolgedessen eine größere Anzahl von Elektroden bei einer gegebenen Volumeinheit der elektrolytischen Zelle anordnen", so daß dadurch eine leistungsfähigere elektrolytische Zelle gebaut werden kann«To keep up? a sufficient pH gradient between the anolyte and the catholyte it is sufficient if these diapnragmas have a thickness of about .0254 to about 6.35 mm. This allows <■ ·. bstand (interelectrode gap) between the anode and the cathode in electrolytic diaphragm cells. One can consequently, a greater number of electrodes for a given unit volume of electrolytic cell arrange ", so that thereby a more powerful electrolytic Cell can be built "

Ein anderer Vorteil des neuen Diaphragmas r.ach der Erfinoung besteht darin, daß es einen bis zu 0,3 Volt geringeren Spannungsabfall gegenüber den üblichen AsbestdiaphragmenAnother advantage of the new diaphragm after the invention is that there is a voltage drop that is up to 0.3 volts lower than that of conventional asbestos diaphragms

3Ö9811/1U23Ö9811 / 1U2

• bewirkt, so daß auch dadurch die Kosten für die Elektrolyseprodukte gesenkt werden können.• causes, so that also thereby the costs for the electrolysis products can be lowered.

Die Diaphragmen nach der Erfindung eignen sich für Alkalichloridzellen zur Trennung des Anolyten mit einem pH von etwa 3,5 bis etwa 5,5 von dem Katholyten mit einem.pH von 12 oder ' größer. Derartige Zellen besitzen als typische Bestandteile -eine Anode, eine Kathode, ein Diaphragma zur Trennung des Anolyten von dem Katholyten und Mittel zum Anlegen einer elektromotorischen Kraft zwischen der Anode und der Kathode. Bei den Diaphragmen nach der Erfindung mit einer Dicke von etwa 0,0254 bis etwa 6,35 mm und einem Spannungsabfall von weniger als etwa 0,6 Volt bei einer Stromdichte von 20,2 Amp./ 100-cm (190 Amperes per square foot) führt dieses zu einer interelektrodischen Lücke {d.h. einen Abstand zwischen einer Kathode und der nächsten Anode in der Zelle) von weniger alsThe diaphragms according to the invention are suitable for alkali chloride cells to separate the anolyte with a pH of about 3.5 to about 5.5 from the catholyte with a pH of 12 or ' greater. Such cells have as typical components an anode, a cathode, a diaphragm to separate the Anolyte from the catholyte and means for applying an electromotive force between the anode and the cathode. In the diaphragms according to the invention with a thickness of about 0.0254 to about 6.35 mm and a voltage drop of less than about 0.6 volts at a current density of 20.2 amps / 100-cm (190 amperes per square foot) will result in one interelectrode gap {i.e. a distance between one Cathode and the closest anode in the cell) of less than

, etwa .6,35 mm., about .6.35mm.

* · ■ . ■ ■ ■ ■ ■* · ■. ■ ■ ■ ■ ■

Das Diaphragma nach der Erfindung ist eia elektrolyt-durchläseigee, hydrpphiles, kation-selektives Teil, daß im wesentlichen inert gegenüber dem Elektrolyten ist. Unter "hydrophil" wird hier verstanden, daß das Diaphragma leicht; durch den Elektrolyten benetzt wird» Unter "kation-seiektiv" wltrd vet* standen, daß das Diaphragma nach der Erfindung bevorzugt die Wanderung von Kationen wie Na und H durch das Diaphragma erlaubt. Unter "inert" wird verstanden, daß das Diaphragma im wesentlichen durch den Elektrolyten und die Elektrolyseprodukte, wie Chlor, nicht angegriffen wird. Nach der Erfindung werden diese Eigenschaften der Kationenselektivität, Benetzbarkeit und Inertheit durch ein Mischpolymeres erzielt, das Fluorkohlenstoff- und saure Fluorkohlenstoffeinheiten ent-The diaphragm according to the invention is an electrolyte-permeable, hydrpphiles, cation-selective part that essentially is inert to the electrolyte. Under "hydrophilic" it is understood here that the diaphragm is light; through the Electrolyte is wetted »Under" cation-selective "wltrd vet * stood that the diaphragm preferred according to the invention the migration of cations such as Na and H through the diaphragm permitted. "Inert" is understood to mean that the diaphragm essentially through the electrolyte and the electrolysis products, like chlorine, is not attacked. According to the invention, these properties of cation selectivity, wettability and inertness is achieved by a copolymer containing fluorocarbon and acidic fluorocarbon units.

^ hält,^ holds,

309811/1U2 , i309811 / 1U2, i

Die für die Herstellung des Diaphragmas nach der Er=· findung besonders geeigneten Mischpolymere entsprechen der empirischen FormelThe for the production of the diaphragm according to the Er = Finding particularly suitable copolymers correspond to the empirical formula

in der m 0 bis 10 ist, das Verhältnis von M zu M ausreichend ist, um ein später noch näher erläutertes Äquivalenzge- wicht von 800 bis 2 000 zu ergeben und R aus folgender ..Gruppe ausgewählt ist: , 'in which m is 0 to 10, the ratio of M to M is sufficient to give an equivalent weight of 800 to 2,000, which will be explained in more detail later, and R is selected from the following group:, '

A;A; CF2YCF 2 Y wobei ρ 1 biswhere ρ 1 to 33 ist;is; 4 O - CF2 -4 O - CF 2 - wobei p.1 biswhere p.1 to 33 ist und ·is and · 4 O · CFÄ -4 O CF Ä - • Ir
Y
• Ir
Y
Y F oder CF3 YF or CF 3 1st1st
c Όc Ό )"· - CF2 - CF-* A I) "· - CF 2 - CF- * AI wobei ρ 1 biswhere ρ 1 to 4 O - CF2 -4 O - CF 2 - YY 3 ist, Y -F3 is, Y -F oder -CF3 istor -CF 3 und R£ -F oderand R £ -F or Perfluoralkyl-Perfluoroalkyl rest mit 1 bisrest with 1 to 10 Kohlenstoff10 carbon ;■; ■ atomen ist;atoms is;

- 0 A . wobei 0 der Arylrest ist;- 0 A. where 0 is the aryl radical;

und -(CF ·> A wobei ρ 1 bis 3 ist;. and - (CF ·> A where ρ is 1 to 3 ;.

und wobei A eine saure Gruppe von folgenden Gruppen ist: and where A is an acidic group from the following groups:

30981 1/1 U230981 1/1 U2

-CF9SO3H;-CF 9 SO 3 H;

-CCl9SO3H;-CCl 9 SO 3 H;

-0 SO3H; wobei 0 der Arylrest ist;-0 SO 3 H; where 0 is the aryl radical;

-PO3H2;-PO 3 H 2 ;

-COOH;-COOH;

und 0011, wobei 0 der Arylrest ist.and 0011, where 0 is the aryl radical.

Die Fluorkohlenstoffeinheit (C F0 ) ist ein fluoriertesThe fluorocarbon unit (CF 0 ) is a fluorinated one

m 2mm 2m

Olefin, wie Tetrafluoräthylen, Hexafluorpropylen, Octafluorbutylen und andere CF -Homologe aus dieser Reihe. In dem Mischpolymeren können aber auch Fluorkohlenstoffeinheiten anwesend sein, deren Vorlllufer fluorierte Acetylene, wie Difluoracetylen, oder fluorierte Diolefine, wie" Hexafluorbutacin,waren. Derarcifra Fl-aoracetylene und Fluordiolefine köv.nen als Vernatzun^srr.i"-al für die Fluorolefine wirken, wodurch die Diaper a jtr.a nach der Erfindung noch zusätzliche physikalische Festigkeit gewinnen. Außerdem können noch kleine Mengen von (Chlor-, Fluor-)kohlenwasserstoffen, v;ie Monochlor trifiuoräthylen, Dichlordifluoräthylen und dergleichen vorhanden sein, ohne das nachteilige Effekte auftreten.Olefin such as tetrafluoroethylene, hexafluoropropylene, octafluorobutylene and other CF homologues from this series. However, fluorocarbon units can also be present in the mixed polymer be present whose precursors are fluorinated acetylenes, such as difluoroacetylenes, or fluorinated diolefins, such as "hexafluorobutacin, were. Derarcifra Fl-aoracetylene and Fluorodiolefins can be used as cross-linking for the fluoroolefins act, whereby the diaper a jtr.a according to the invention gain additional physical strength. In addition, small amounts of (chlorine, fluorine) hydrocarbons, v; ie monochloro trifiuoroethylene, dichlorodifluoroethylene and the like can be present without causing adverse effects.

Die saure Einheit (C AF _ Ί) ist aine Fluorolefinsäure,The acidic unit (C AF _ Ί ) is a fluoroolefinic acid,

m 2m-1 'm 2m-1 '

wie die Trifluoräthylensäuren, die Pentafluorprop3''lensäuren, die Heptafluorbutylensäuren und weitere Ho;.;ologe Jiooor Reihe. Die an dieser Gruppe hängende saure Gruppe . Λ i..,. eiiio kationen-sclektive Ionen-austauschende saure Gruv _■-:. .ie die Gruppe der Sulfons.'urc (-SO-Il) Fiuor- ^'-/.,L-, .,;Lfon^iuro (-CF,^O .[[), !>,., .bu l£oni;:tur'_ (-{'^Ο,,ΙΙ'»like the trifluoroethylene acids, the pentafluoroprop3''lenic acids, the heptafluorobutylenic acids and other Ho;.; ologe Jiooor series. The acidic group attached to this group. Λ i ..,. eiiio cation-selective ion-exchanging acid Gruv _ ■ - :. .ie the group of sulfones. 'urc (-SO-II) Fiuor- ^ '- /., L-,.,; Lfon ^ iuro (-CF, ^ O. [[),!>,., .Bu l £ oni;: tur'_ (- {' ^ Ο ,, ΙΙ '»

3 0 9 8 11/114?3 0 9 8 11/114?

ÖAD ORIGINALÖAD ORIGINAL

■ ■■ ■' - 7 - - .. = ·■■.■ ■■ ■ '- 7 - - .. = · ■■.

Carbonsäure (-COOH), Phosphonsäure (-PO3H2), phosphonige Säure (-PO2H2) oder eine Phenolgruppe. Das Symbol 0 bezieht sich auf einen Arylrest der Formel -G-H,-. Bevorzugte Fluorkohlenstoffsäuren sind Trifluorvinylsäuren, und verzweigte Trifluoräthylene mit endständigen sauren Gruppen in Seitenketten, doch können auch andere Fluorkohlenstoffsäuren mit durchaus befriedigenden Ergebnissen verwendet werden.Carboxylic acid (-COOH), phosphonic acid (-PO 3 H 2 ), phosphonic acid (-PO 2 H 2 ) or a phenol group. The symbol 0 refers to an aryl radical of the formula -GH, -. Preferred fluorocarbon acids are trifluorovinyl acids and branched trifluoroethylenes with terminal acidic groups in side chains, but other fluorocarbon acids can also be used with entirely satisfactory results.

Bevorzugte saure Gruppe sind Sulfonsäuregruppen, einschliesslich der Sulfonsäuregruppe (-0SO-H), der Fluormethylensulfonsäuregruppe (-GF2SO3H) und der Sulfonsäuregruppe (-SO3H), da sie die größte Kationenselektivität besitzen. Die Sulfonsäuregruppe (-SO3H) ist die bevorzugte SuIfongruppe. Es können jedoch alle anderen angeführten Gruppen mit durchaus befriedigenden Ergebnissen verwendet werden.Preferred acidic groups are sulfonic acid groups, including the sulfonic acid group (-0SO-H), the fluoromethylene sulfonic acid group (-GF 2 SO 3 H) and the sulfonic acid group (-SO 3 H), since they have the greatest cation selectivity. The sulfonic acid group (-SO 3 H) is the preferred sulfonic group. However, all of the other groups listed can be used with entirely satisfactory results.

Wenn der Fluorkohlenstoff kurze Seitenketten hat, so wie z.B. bei PoIy(perfluoräthylen-trifluorvinylsulfonsäure) und wie bei verzweigten PolymerenIf the fluorocarbon has short side chains, such as e.g. for poly (perfluoroethylene-trifluorovinylsulfonic acid) and as with branched polymers

und bei ähnlichen Polymeren dieses Typs mit kurzen Seitenketten mit endständigen sauren Gruppen,, liegt das Verhältnis der M zu den N Einheiten, d..h. das Verhältnis der Fluor kohlen-' stoffmole zu den säuren-'Fluorkohlenstoffmolen^in der 'Regel oberhalb von etwa 8, wodurch sich ein Äquivalet&zgewicht von etwa 1 000 Gramm pro MpI der Säure ergibt *■ Im Falle von solchen-Polymeren mit kurzen Seitenketten ist das Ver- . hältnis von M zu N etwa 5 bis etwa 20 und bevos-gugt. etwa bis etwa 14j Wenn das Verhältnis der Fluorkohlenstoffmole zu sauren Fluorkohlenstoffmolea unterhalb etwa 1 liegt, hat das Mischpolymere eine niedrige physikalische Festigkeit und ist dadurch besonders empfind!ich gegen den Ab-and for similar polymers of this type with short side chains with terminal acidic groups, the ratio is the M to the N units, i.e. the ratio of the fluorocarbon moles to the acidic fluorocarbon moles as a rule above about 8, resulting in an equivalent weight of about 1,000 grams per MpI of acid gives * ■ In the case of such-polymers with short side chains is the ver. ratio of M to N about 5 to about 20 and bevos-gugt. approximately up to about 14j when the ratio of fluorocarbon moles to acidic fluorocarbon molea is below about 1, the mixed polymer has a low physical strength and is therefore particularly sensitive!

309811/1 U2309811/1 U2

22A386622A3866

rieb durch die sich entwickelten Gase und den bewegten Elektrolyten. Wenn das Verhältnis der Fluorkohlenstoffmole zu den sauren Fluorkohlenstoffmolen höher als etwa 20 ist, beginnen die hydrophoben Eigenschaften der Fluorkohlenstoffeinheit in dem Mischpolymeren vorzuherrschen. Wenn jedoch ρ groß ist, R^ ein Perfluoralkylrest ist, d.h., daß die Seitenkette ein hohes Molekulargewicht hat, kann das Verhältnis von M zu N kleiner als 5 und sogar 1 oder 0 sein und das Äquivalenzgewicht bleibt dabei im Bereich von 1 000.rubbed through the evolved gases and the moving electrolyte. When the ratio of fluorocarbon moles to the acidic fluorocarbon moles higher than about 20, the hydrophobic properties of the fluorocarbon moiety begin to predominate in the interpolymer. However, when ρ is large, R ^ is a perfluoroalkyl radical, i.e., that the side chain has a high molecular weight, the ratio of M to N can be less than 5 and even 1 or 0 and the equivalent weight remains in the range of 1,000.

Die für die Herstellung der Diaphragmen bevorzugten Mischpolymeren aus Fluorkohlenstoff- und sauren Fluorkohlenstof feinheiten zeichnen sich außerdem dadurch aus, daß das Fluorkohlenstoffpolymere im wesentlichen frei von Kohlenstoff- Wasserstoffbindungen ist. Bei derartigen Polymeren ist das Verhältnis der Kohlenstoff- Fluorbindungen zu Kohlenstoff- Wasserstoffbindungen höher als 100 zu 1 und bevorzugt höher als 400 zu 1, wobei diese Messungen durch kernmagnetische Resonanz oder durch Infrarotspektroskopie durchgeführt werden. Weitere Kennzeichen der bevorzugten Mischpolymeren aus Fluorkohlenstoffeinheiten und sauren Fluorkohlenstoffeinheiten sind ein Äquivalenzgewicht von etwa 800 bis etwa 3 000 Gramm pro Mol Säure und ein Molekulargewicht von etwa 10 000 bis etwa 50 000 000, ermittelt durch Viskositätsmessungen.The copolymers preferred for making the diaphragms From fluorocarbon and acidic fluorocarbon fineness are also characterized in that the fluorocarbon polymer is essentially free of carbon-hydrogen bonds. With such In polymers, the ratio of carbon-fluorine bonds to carbon-hydrogen bonds is higher than 100 to 1 and preferably higher than 400 to 1, these measurements being by nuclear magnetic resonance or by infrared spectroscopy be performed. Further characteristics of the preferred copolymers of fluorocarbon units and acidic fluorocarbon units are an equivalent weight of about 800 to about 3,000 grams each Moles of acid and a molecular weight of from about 10,000 to about 50,000,000 as determined by viscosity measurements.

Geeignet für die Herstellung der elektrolytbeständigen Oberfläche, die aber von dem Elektrolyten gut benetzbar ist, sind Mischpolymere von äthylenisch-ungesättigten Fluorkohlenstoffverbindungen und äthylenisch-ungesättigtenSuitable for the production of the electrolyte-resistant surface, but which can easily be wetted by the electrolyte are copolymers of ethylenically unsaturated fluorocarbon compounds and ethylenically unsaturated

3 0 9 8 117 1 U 23 0 9 8 117 1 U 2

Fluorkohlenstoffsäuren. Derartige Mischpolymere können nach dem Verfahren der NO-PS 3 041 317 mit anschliessender Hydrolyse der Sulfonylfluoridgruppen zu Sulfonsäuregruppen hergestellt werden; ferner nach der US-PS 3 624 053. Alternativ können die Mischpolymeren sich von Fluorkohlen-, stoffvinyläthern ableiten, wie dies in der US-PS 3 282 875; in der GB-PS 1· 034 197 und in der DT-OS 1 806 097 beschrieben ist.Fluorocarbon acids. Such copolymers can be prepared by the process of NO-PS 3,041,317 with subsequent Hydrolysis of the sulfonyl fluoride groups to form sulfonic acid groups getting produced; also according to US Pat. No. 3,624,053. Alternatively, the copolymers can be derived from fluorocarbon, Derive material vinyl ethers, as described in US Pat. No. 3,282,875; in GB-PS 1 · 034 197 and in DT-OS 1 806 097 is.

Nach einer Ausführungsform der Erfindung ist das Diaphragma ein im wesentlichen homogenes, mikroporöses Teil oder Glied, das aus einem Mischpolymeren eines Fluorkohlenstoff ,und eines sauren Fluorkohlenstoffs hergestellt wurde.According to one embodiment of the invention r e is the diaphragm, a substantially homogeneous, microporous member, or member, which was made of a mixed polymer of a fluorocarbon, and an acidic fluorocarbon.

Ein derartiges im wesentliches homogenes Diaphragma kann als Hauptbestandteil ein Mischpolymeres eines olefinisch-ungesättigten Fluorkohlenstoffs und einer olefinisch-ungesättigten Fluorkohlenstoffsäure enthalten. Alternativ kann die olefinisch· ungesättigte Fluorkohlenstoff säure eine Seitenkette mit einer endständigen Säuregruppe vom TypSuch an essentially homogeneous diaphragm can be a mixed polymer of an olefinically unsaturated one as the main component Fluorocarbon and an olefinically unsaturated one Contain fluorocarbon acid. Alternatively, the olefinic unsaturated fluorocarbon acid has a side chain with a terminal acid group of the type

CF2 - CF (O-CF2-CF2-SO3tt>CF 2 - CF (O-CF 2 -CF 2 -SO 3 tt>

enthalten.contain.

In das Mischpolymere können außerdem noch Vernetzungsmittel eingebaut sein, um eine erhöhte Dauerhafigkeit zuerhalten. Beispiele für olefinisch-ungesättigte Fluorkohlenstoffverbindungen sind: Tetrafluoräthylen, Hexafluorpropylen, Octafluorbutylen und weitere CF,,-Homologe dieser Reihe. Beispiele für olefinisch-ungesättigte Fluorkohlenstoffsäuren sind Trifluorvinylsäure, Pentafluorpropylensäure, Heptafluorbutylensäure und weitere CF„-Homologe dieser Reihe.Crosslinking agents can also be incorporated into the mixed polymer in order to obtain increased durability. Examples of olefinically unsaturated fluorocarbon compounds are: tetrafluoroethylene, hexafluoropropylene, octafluorobutylene and other CF ,, homologues of this series. Examples for olefinically unsaturated fluorocarbon acids are trifluorovinyl acid, pentafluoropropylenic acid and heptafluorobutylenic acid and other CF “homologues in this series.

'ι π Q Q 1 1 y ι 1 / 1'ι π Q Q 1 1 y ι 1/1

22A386622A3866

Die daran hängende saure Gruppe ist eine kationen-selektive Säure, wie Sulfonsäure (So3H), Fluormethylensulfonsäure (-CF2SO3H), Benzolsulfonsäure (-0SO3H), Carbonsäure (-COOH), Phosphonsäure (-PO-H5), phosphonige Säure (-PO5H5) oder ein Phenol (-0H). Das nur wahlweise verwendete Vernetzungsmittel kann entweder ein acet^enisch-ungesättigter Fluorkohlenstoff sein, wie Difluoracetylen, oder ein diolefinischungesättigter Fluorkohlenstoff, wie Hexafluorbutadien. Als Vernetzungsmittel kann aber auch Divinylbenzol verwendet werden.The acidic group attached to it is a cation-selective acid, such as sulfonic acid (So 3 H), fluoromethylene sulfonic acid (-CF 2 SO 3 H), benzenesulfonic acid (-0SO 3 H), carboxylic acid (-COOH), phosphonic acid (-PO-H 5 ), phosphonic acid (-PO 5 H 5 ) or a phenol (-0H). The crosslinking agent used only optionally can either be an acetylenically unsaturated fluorocarbon, such as difluoroacetylene, or a diolefinically unsaturated fluorocarbon, such as hexafluorobutadiene. Divinylbenzene can also be used as a crosslinking agent.

Obwohl das Diaphragma in dieser Ausführungsform als im wesentlichen homogen bezeichnet wird, kann es Verunreinigungen enthalten, ohne daß dadurch nachteilige Wirkungen eintreten. So können z.B. Reste von auslaugbaren faserförmigen Materialien vorhanden sein, die dazu verwendet wurden, um dem Diaphragma seinen porösen Charakter zu geben. Außerdem können dem Diaphragma 1 Materialien zur Erhöhung der physikalischen Festigkeit oder anderen gewünschten Eigenschaften zugesetzt werden. Derartige Materialien schliessen z.B. Poly(halogenkohlenstoff)-Fasern, Glasfasern, Asbest und dergleichen ein.Although the diaphragm in this embodiment as in is referred to as essentially homogeneous, it may contain impurities without any adverse effects enter. For example, there may be residues of leachable fibrous materials that were used for this purpose to give the diaphragm its porous character. In addition, the diaphragm 1 materials to increase the physical strength or other desired properties can be added. Close such materials e.g., poly (halocarbon) fibers, glass fibers, asbestos, and the like.

Das mikroporöse Diaphragma nach dieser Ausbildungsform kann eine Porösität von etwa 5 bis etwa 85% besitzen. Bevorzugt liegt die Porösität aber bei etwa 25 bis etwa 40%. Die Porösität wird als das Verhältnis des Volumens der Hohlräume zu dem gesamten Volumen des Materials und der Hohlräume definiert, wobei dieser Quotient mit 100 multipliziert wird, um eine Angabe in Prozenten zu erhalten. Die PorösitätThe microporous diaphragm according to this embodiment can have a porosity of about 5 to about 85%. Preferred however, the porosity is around 25 to around 40%. The porosity is called the ratio of the volume of the voids defined for the total volume of the material and the voids, this quotient being multiplied by 100 to get an indication as a percentage. The porosity

30981 1/1 U230981 1/1 U2

kann durch eine beliebige bekannte Methode bestimmt werden, z.B. durch Verdrängung von Gas oder Verdrängung von Quecksilber.can be determined by any known method, such as gas displacement or displacement of mercury.

Die Poren des mikroporösen Diaphragmas besitzen bei dieser Ausbildungsform eine unregelmäßige Gestalt. Die einzelnenIn this embodiment, the pores of the microporous diaphragm have an irregular shape. The single ones

Poren haben eine Querschnittsfläche von 8 χ 10 bis etwaPores have a cross-sectional area of 8 10 to about

-5 2
8 χ 10 cm . Die meisten Poren haben eine Querschnitts-
-5 2
8 χ 10 cm. Most pores have a cross-sectional

—8 —11 9-8-11 9

fläche von etwa 10 bis etwa 10 cm . Derartige Porendurchmesser werden nach den ASTM Vorschriften D-2499 und E-128 und durch Elektronenmikroskopie bestimmt. Die Poren des mikroporösen Diaphragmas haben eine mittlere Porenlänge, die wesentlich größer als die Dicke des Diaphragmas ist. Die mittlere Porenlänge beträgt das 10- bis etwa das 10 OOOfache des mittleren Porendurchmessers, wobei mittlere Porenlängenmesser von etwa dem 100- bis etwa 1 OOOfachen bevorzugt sind.area of about 10 to about 10 cm. Such pore diameters are determined according to ASTM regulations D-2499 and E-128 and by electron microscopy. The pores of the microporous diaphragm have an average pore length that is significantly greater than the thickness of the diaphragm. The mean pore length is 10 to about 10,000 times the mean pore diameter, with mean Pore length meter from about 100 to about 1,000 times preferred are.

In dieser Weise wird ein mikroporöses Diaphragma erhalten, das für den Fluß des Elektrolyten und der verschiedenen Verbindungen in dem Anolyten, wie Natriumchlorid und Chlorwasserstoff säure, durchlässig ist.In this way a microporous diaphragm is obtained, which is used for the flow of the electrolyte and the various Compounds in the anolyte, such as sodium chloride and hydrochloric acid, are permeable.

Das mikroporöse Diaphragma hat in der Regel eine Dicke von 0,0254 bis etwa 6,35 mm, wobei Dicken von etwa 0,0254 bis etwa 0,51 mm bevorzugt sind.The microporous diaphragm usually has a thickness of 0.0254 to about 6.35 mm, with thicknesses of about 0.0254 to about 0.51 mm being preferred.

Der spezifische Widerstand des mikroporösen Diaphragmas nach der Erfindung der durch ein Mischpolymeres aus einem Fluorkohlenstoff und einem sauren Fluorkohlenstoff verursacht wird, liegt unterhalb von etwa 1000 Ohm-cm, bevorzugt unterhalb von 200 Ohm-ctn,The specific resistance of the microporous diaphragm according to the invention, which is caused by a mixed polymer of a fluorocarbon and an acidic fluorocarbon, is below about 1000 ohm-cm, preferably below 200 ohm-ctn,

3 0 9 8 1 1 / 1 U ?3 0 9 8 1 1/1 U?

Das mikroporöse Diaphragma nach dieser Ausbildungsform ist für die Verwendung zwischen der Anode und der Kathode in einer elektrolytischen Zelle vorgesehen, wie sie z.B. für die Herstellung von Halogenen und Alkalihydroxiden, wie Chlor und Natronlauge,verwendet wird. Das Diaphragma kann mechanisch mit einer elektrolydurchlässigen Kathode verbunden sein, wobei es entweder in Kontakt mit einer elektrolytdurchlässigen Anode ist oder im Abstand von dieser Anode angeordnet ist. Alternativ kann das mikroporöse Diaphragma nach der Erfindung zwischen einer elektrolytdurchlässigen Kathode und einer elektrolytdurchlässigen Anode eingepreßt sein, wobei die Anode und die Kathode ebenso wie der saure Anolyt und der basische Anolyt voneinander getrennt sind.The microporous diaphragm of this embodiment is for use between the anode and the cathode provided in an electrolytic cell, such as those used for the production of halogens and alkali hydroxides, such as Chlorine and caustic soda, is used. The diaphragm can be mechanically connected to an electrolyte-permeable cathode be connected, wherein it is either in contact with an electrolyte-permeable anode or at a distance therefrom Anode is arranged. Alternatively, the microporous diaphragm according to the invention can be between an electrolyte-permeable cathode and an electrolyte-permeable Anode be pressed in, the anode and the cathode as well as the acidic anolyte and the basic anolyte from each other are separated.

Nach einer anderen Ausbildungsform der Erfindung kann das kationen-selektive hydrophile durch Sol benetzbare Mischpolymere des Fluorkohlenstoffs und des sauren Fluorkohlenstoffs ein faserförmiges Netz sein. Ein derartiges faserförmiges Netz, das eine Porösität von etwa 15 bis etwa 85% besitzen kann, kann im wesentlichen vollständig aus dem Mischpolymeren bestehen. Im Hinblick auf die hohen Kosten der Mischpolymeren kommen alternativ aber Diaphragmen in Betracht, die zu etwa 0,05 bis etwa 99,99 Gew.% aus einem im wesentlichen inerten, faserförmigen Material, wie Asbest, Poly(perfluoräthylen), beschichtetem Fiberglas oder dergleichen bestehen.According to another embodiment of the invention, the cation-selective hydrophilic sol-wettable copolymers of fluorocarbon and acidic fluorocarbon can be used be a fibrous web. Such a fibrous one Network, which can have a porosity of about 15 to about 85%, can consist essentially entirely of the Mixed polymers exist. In view of the high costs of the copolymers, diaphragms are an alternative Consider that from about 0.05 to about 99.99 percent by weight of a substantially inert, fibrous material such as asbestos, Poly (perfluoroethylene), coated fiberglass or the like.

Nach einer anderen Ausbildungsform der Erfindung kann die Kathode mit einem Überzug des Mischpolymeren aus einem Fluorkohlenstoff und einem sauren Fluorkohlenstoff auf der Oberfläche der elektrolytdurchlässigen Kathode versehenAccording to another embodiment of the invention, the cathode with a coating of the mixed polymer of a Fluorocarbon and an acidic fluorocarbon on the Provided the surface of the electrolyte-permeable cathode

30981 1/1 U?30981 1/1 U?

werden. Eine derartige Kathode ist eine Kathode in Form eines feinen Netzes mit dem Mischpolymeren aus Fluorkohlenstoff und Fluorkohlenstoffsäure und dem Anolyten auf einer ihrer Seiten und dem KathoIyten auf der anderen Seite. Unter einem feinen Netz wird hier eine metallische Kathodenstruktur verstanden, die mehr als 8 Maschen pro 2,54 lineare cm enthält und eine Weite der Öffnung von weniger als etwa 1,52 mm besitzt. Das Mischpolymere kann als Film oder als Schicht auf den einzelnen Strängen des Kathodennetzes vorliegen. .will. Such a cathode is a cathode in the form of a fine network with the mixed polymer Fluorocarbon and fluorocarbon acid and the anolyte on one side and the catholyte on the other hand. A fine mesh is understood here to mean a metallic cathode structure, which contains more than 8 meshes per 2.54 linear cm and an opening width of less than about 1.52 mm owns. The mixed polymer can be used as a film or as a layer on the individual strands of the cathode network are present. .

Nach einer anderen Ausbildungsform der Erfindung kann das Diaphragma aus einem Basisglied oder Trägermaterial . und einer Beschichtung des elektrolytbeständigen Mischpolymeren aus Fluorkohlenstoff und Fluorkohlenstoffsäure bestehen.In another embodiment of the invention, the diaphragm can be made from a base member or support material. and a coating of the electrolyte-resistant copolymer of fluorocarbon and fluorocarbon acid exist.

Geeignete Trägermaterialien sind für den Elektrolyten durchlässig und reagieren im wesentlichen nicht mit dem ^Elektrolyten. "Suitable carrier materials are permeable to the electrolyte and essentially do not react with it ^ Electrolytes. "

Als durchlässig für den Elektrolyten wird ein Trägermaterial bezeichnet, das den Durchgang des Elektrolyten gestattet, wenn dieser einem Druckgradienten unterworfen wird. Ein derartiger Druckgradient liegt in der Größenordnung von etwa 25,4 bis etwa 50,8 cm Wassersäule,um eine Wasserpermeabilität von etwa 5 bis etwa 50 nrli WasserA carrier material is used as permeable for the electrolyte which allows the passage of the electrolyte when subjected to a pressure gradient will. Such a pressure gradient is on the order of about 25.4 to about 50.8 cm water column a water permeability of from about 5 to about 50 microns of water

2
pro 6j 45 cm pro Minute zu erreichen.
2
to reach 45 cm per minute per 6j.

Als. Substrat, daß mit dem Elektrolyten nicht reagiert wird ein Substrat oder ein Trägermaterial bezeichnet,As. Substrate that does not react with the electrolyte is called a substrate or a carrier material,

3 0 9 8 1 1 / 1 U 7 3 0 9 8 1 1/1 U 7

das gegenüber entstehendem Chlor und gegenüber 10 Gew.%igen Natriumhydroxid beständig ist, ohne daß es zu einer wesentlichen physikalischen Schwächung innerhalb eines Zeitraumes von mehr als einem Jahr, bevorzugt von mehr als 18 Monaten kommt. Derartige nicht-reaktionsfähige Substrate behalten ihre Beständigkeit in Chlorzellen für einen Zeitraum von mehr als 12 bis 18 Monaten.against the chlorine formed and against 10% by weight Sodium hydroxide is stable without causing any substantial physical weakening over a period of time of more than a year, preferably more than 18 months. Such non-reactive substrates retain their persistence in chlorine cells for a period of more than 12 to 18 months.

Geegnete ölektrolytdurchlässige Basisglieder oder Träger können in Faserform vorliegen. Wenn sie Faserform besitzen, können sie gewebt, ungewebt oder in aufeinanderliegenden Schichten von gewebten und nichtgewebten Materialien verwendet werden. Es können auch natürlich vorkommende Fasern, wie Asbest sein. Alternativ können die Basisglieder oder-träger auch die Form von mikroporösen Bättern besitzen.Appropriate base members or carriers that are permeable to electrolyte can be in fiber form. If they are in fiber form, they can be woven, non-woven, or stacked Layers of woven and nonwoven materials can be used. It can also be naturally occurring Fibers, like asbestos. Alternatively, the base members or supports can also be in the form of microporous sheets own.

Geeignete Trägermaterialien sind solche, die in einem Medium beständig sind, in dem Chlor erzeugt wird. Geeignete derartige Materialien sind synthetische PoIyhalogenide, wobei Polyfluorkohlenstoffverbindungen die bevorzugten Polyhalogenverbindungen sind. Die bevorzugten Polyhalogenkohlenstoffe zeichnen sich dadurch aus, daß sie im wesentlichen frei von Wasserstoffbindungen sind, wobei als Beispiele für derartige bevorzugte Stoffe PolyCperfluoräthylen), Poly(hexafluorpropylen) und dergleichen genannt seien. Unter "im wesentlichen frei von Kohlenstoff- Wassers toffbindungen11, wird verstanden, daß in den Polyfluorkohlenstoffen das Verhältnis von Kohlenstoff-Fluorbindungen, zu Kohlenstoff- Wasserstoffbindungen höher als 100 zu 1 und bevorzugt höher als AOO zu 1 ist, wenn dieses durch kernmagnetische ,Resonanz oder Infrarot spektroskopie bestimmt wird. Befriedigende Ergebnisse werden auch Suitable carrier materials are those that are stable in a medium in which chlorine is generated. Suitable such materials are synthetic polyhalides, with polyfluorocarbon compounds being the preferred polyhalogen compounds. The preferred polyhalocarbons are characterized in that they are essentially free of hydrogen bonds, examples of such preferred substances being polyperfluoroethylene, poly (hexafluoropropylene) and the like. "Substantially free of carbon-hydrogen bonds 11 is understood to mean that the ratio of carbon-fluorine bonds to carbon-hydrogen bonds in the polyfluorocarbons is higher than 100 to 1 and preferably higher than AOO to 1, if this is due to nuclear magnetic resonance or infrared spectroscopy. Satisfactory results will also be determined

3 0 9 8 1 1 / 1 U ?3 0 9 8 1 1/1 U?

mit Glasfasern, Silikonfasern und dergleichen erzielt. Das Trägermaterial kann auch Asbest sein. Bei einer anderen Ausführungsform der Erfindung kann das Trägermaterial auch aus Gleichrichtermetallen hergestellt sein. Gleichrichtermetalle sind solche Metalle, die eine oxidische Schutzschicht annehmen, wenn sie anodisch angeschlossen werden. Zu dieser Gruppe von Gleichrichtermetallen gehören Titan, Tantal, Niob, Hafnium, Wolfram, Aluminium, Zirkon und Legierungen davon. Alternativ kann der Träger oder das Substrat auch ein anderes Metall sein, wie.z.B. Eisen, Stahl, Nickel, Aluminium und dergleichen, wenn man diese Materialien sorgfältig gegen Berührung mit dem Elektrolyten durch Beschichtung mit einem Poly(fluorkohlenstoff) oder einem anderen elektrolytbeständigen Material schützt. ,achieved with glass fibers, silicone fibers and the like. The carrier material can also be asbestos. At a In another embodiment of the invention, the carrier material can also be made from rectifier metals. Rectifier metals are those metals that take on an oxidic protective layer when connected anodically will. This group of rectifier metals includes titanium, tantalum, niobium, hafnium, tungsten, aluminum, Zircon and alloys thereof. Alternatively, the carrier or the substrate can also be another metal, such as e.g. Iron, steel, nickel, aluminum and the like, if you carefully guard against contact with the materials Electrolytes by coating with a poly (fluorocarbon) or other electrolyte-resistant material protects. ,

Bei der Ausführungsform, bei der das Substrat oder das Basismaterial ein Poly(halogenkohlenstoff) ist, kann das Substrat Poly(perfIuoräthylen), Poly(trifIuoräthylen), Poly(vinylidenfluorid), PoIy(vinylfluorid), Poly(chlortrifIuoräthylen), Poly(dichlordifIuoräthylen), Copolymere der genannten Monomeren und dergleichen sein. Die bevorzugten Poly(halogenkohlenstoffe). sind diejenigen, die im wesentlichen frei .von Kohlenstoff- Wasserstoffbindungen sind. In der Regel wird Poly(perfIuoräthylen) verwendet, das auch als Poly(tetrafIuoräthylen) bekannt ist. Wenn hier auf Poly(perfIuoräthylen) Bezug genommen wird, so bedeutet dieses, daß es durch andere Poly(fluorkohlenstoffe) ersetzt werden kann, die im wesentlichen frei von Kohlenstoff-Wasserstoffbindungen sind. Das Poly(perfIuoräthylen) das zur Herstellung des faserförmigen Substrates des Diaphragmas nach dieser Erfindung geeignet ist, hat die empirische Formel:In the embodiment in which the substrate or base material is a poly (halocarbon), the substrate can be poly (perfluoroethylene), poly (trifluoroethylene), poly (vinylidene fluoride), poly (vinyl fluoride), poly (chlorotrifluoroethylene), poly (dichlorodifluoroethylene) , Copolymers of the monomers mentioned and the like. The preferred poly (halocarbons). are those that are essentially free of carbon-hydrogen bonds. Usually poly (perfluoroethylene) is used, which is also known as poly (tetrafluoroethylene). When reference is made here to poly (perfluoroethylene), this means that it can be replaced by other poly (fluorocarbons) which are essentially free of carbon-hydrogen bonds. The poly (perfluoroethylene) suitable for making the fibrous substrate of the diaphragm according to this invention has the empirical formula:

309811/1142309811/1142

22Λ386622Λ3866

Bei der Ausführungsform der Erfindung, bei der das Substrat faserförmig ist, hat das Substrat eine Luftdurchlässigkeit von etwa 4 bis etwa 60 Kubikfuß pro Quadratfuß pro Minute, wenn diese nach der Methode ASTM D-737-69 bei einem Druck von IA,7 psi bestimmt wird. Nach der ASTM-Methode D-570-63 hat es eine Wasserabsorption von etwa 16 bis etwa 20%.In the embodiment of the invention in which the substrate is fibrous, the substrate has an air permeability of about 4 to about 60 cubic feet per square foot per minute, when determined by ASTM D-737-69 at a pressure of IA.7 psi. According to ASTM method D-570-63 it has a water absorption of about 16 to about 20%.

Die Porösität des faserförmigen Substrates liegt bei etwa 15 bis etwa 85% und bevorzugt bei etwa 25 bis etwa 70%. Faserförmige Substrate mit einer geringen Porösität, z.B. mit einer Porösität von nur 5% können aber verwendet werden, wobei ein geringfügig höherer Spannungsabfall über das Diaphragma eintritt.The porosity of the fibrous substrate is around 15 to about 85%, and preferably about 25 to about 70%. Fibrous substrates with a low porosity, e.g. with a porosity of only 5% can be used, with a slightly higher voltage drop across the Diaphragm enters.

In Abhängigkeit von der Porösität hat ein typisches Substrat nach dieser Erfindung ein Gewicht von 510 Gramm pro 6,45 cmDepending on the porosity, a typical substrate of this invention will weigh 510 grams per 6.45 cm

2 bei einer Dicke von 0,102 cm bis etwa 1 200 Gramm pro 6,45 cm bei einer Dicke von 0,318 cm (18 ounces per square inch at a thickness of 0.040 inch to about 41 ounces per square inch nt a thickness of 0.125 inch).2 at a thickness of 0.102 cm to about 1200 grams per 6.45 cm at a thickness of 0.318 cm (18 ounces per square inch at a thickness of 0.040 inch to about 41 ounces per square inch nt a thickness of 0.125 inch).

Die Beschichtung der einzelnen Oberflächen des elektrolyt-■ durchlässigen fasnrförmigen Diaphragmas hat folgende Eigenschaften: chemische Beständigkeit gegenüber dem Anolyten, 'physikalische Festigkeit, Benetzbarkeit durch die Sole und eine Selektivität: für die Durchlässigkeit von Natrium- und Hydroxylionen bud. gleichzeitiger Sperrwirkung für dip Durchlässigkeit von Chloridionen durch das Diaphragma. Bei dieser Ausführungsform des erfindungsgemäßen Diaphragmas bestehen die Beschichtungen oder Überzüge aus kationen-aktiven Ionenaustauscherharzen, die Mischpolymere von olefinisch-The coating of the individual surfaces of the electrolyte ■ permeable, fibrous diaphragm has the following properties: chemical resistance to the anolyte, 'physical strength, wettability by the brine and a selectivity: for the permeability of sodium and hydroxyl ions bud. simultaneous blocking effect for dip Permeability of chloride ions through the diaphragm. In this embodiment of the diaphragm according to the invention the coatings or coatings consist of cation-active ion exchange resins, the mixed polymers of olefinic

3 U 98 1 1/1 U?3 U 98 1 1/1 U?

ungesättigten Fluorkohlenstoffen und olefinisch-ungesättigten Fluorkohlenstoffsäuren sind.unsaturated fluorocarbons and olefinically unsaturated Are fluorocarbon acids.

Derartige Fluorkohlenstoffpolymere werden wegen ihrer langen Lebensdauer in einem Medium, in dem Chlor erzeugt wird, bevorzugt. Diese Polymeren sollen im wesentlichen frei von Kohlenstoff- Wasserstoffbindungen sein und darunter wird verstanden, daß in den Polymeren das Verhältnis von Kohlenstoffverbindungen zu Kohlenstoff-Wasser stoffbindungen höher als 100 zu 1 und bevorzugt höher als 400 zu 1 ist.Such fluorocarbon polymers are because of their long life in a medium in which chlorine is generated is preferred. These polymers should essentially be free of carbon-hydrogen bonds and this is understood to mean that in the polymers the ratio of carbon compounds to carbon-water Fabric bonds are higher than 100 to 1 and preferably higher than 400 to 1.

Die bevorzugten olefinisch-ungesättigten Fluorkohlenstoffe, von denen sich diese Polymeren ableiten, sind Tetrafluoräthylen, Hexafluorpropylen, Octafluorbutylen und ihre Homologen. Die bevorzugten olefinisch-ungesättigten Fluorkohlenstoffsäuren sind Trifluoräthylensäuren, Hexafluorpropylensäuren, Octafluorbutylensäuren, ihre Homologen und verz\?eigte Trifluoräthylenverbindungent mit endständigen sauren Gruppen in den Seitenketten, wobei die sauren Gruppen Sulfonsäure (-SO3H), Fluormethylensulfonsäure (-CF SO3H), Benzolsulfonsäure (-0SO_H), Carbonsäure (-COOH), Phosphonsäure (-PO3H2), phosphonige Säure (-PO3H2) und Phenol (-0H) sein können.The preferred olefinically unsaturated fluorocarbons from which these polymers are derived are tetrafluoroethylene, hexafluoropropylene, octafluorobutylene and their homologues. The preferred olefinically-unsaturated fluorocarbon acids are Trifluoräthylensäuren, Hexafluorpropylensäuren, Octafluorbutylensäuren, their homologues and delayed \? Eigte Trifluoräthylenverbindungen t having terminal acid groups in the side chains, wherein the acidic groups of sulfonic acid (-SO 3 H), Fluormethylensulfonsäure (CF SO 3 H) , Benzenesulfonic acid (-0SO_H), carboxylic acid (-COOH), phosphonic acid (-PO 3 H 2 ), phosphonic acid (-PO 3 H 2 ) and phenol (-0H).

Bei einer Ausführungsform der Erfindung besteht die Beschichtung des Ionenaustauscherharzes auf den Poly(perfluoräthylen)fasern aus einem Mischpolymeren von Perfluoräthylen und Trifluoräthylensulfonsäure [CF3 = CF (SO3H)J wobei 6 bis 14 Mol Perfluoräthylen pro Mol Trifluoräthylen-In one embodiment of the invention, the coating of the ion exchange resin on the poly (perfluoroethylene) fibers consists of a copolymer of perfluoroethylene and trifluoroethylene sulfonic acid [CF 3 = CF (SO 3 H) J where 6 to 14 moles of perfluoroethylene per mole of trifluoroethylene

3 0 9 8 1 1 / 1 U 23 0 9 8 1 1/1 U 2

sulfonsäure vorhanden sind. Bei einer anderen Ausführungsform der Erfindung ist das für die Beschichtung des Poly(perfluoräthylens) verwendete Ionenaustauscherharz ein Mischpolymeres aus Perfluoräthylen und CF2 = CF (-0-CF2-CF2-SO3H)sulfonic acid are present. In another embodiment of the invention, the ion exchange resin used for coating the poly (perfluoroethylene) is a copolymer of perfluoroethylene and CF 2 = CF (-0-CF 2 -CF 2 -SO 3 H)

wobei etwa 8 bis 12 Mol Perfluoräthylen pro Mol der Säure vorhanden sind.with about 8 to 12 moles of perfluoroethylene per mole of acid available.

Besonders gute Ergebnisse werden mit einem Überzug auf der Faser mit einem Ionenaustauscherharz erzielt, das die Firma DuPont unter der Bezeichnung 11XR" auf den Markt bringt. Es handelt sich dabei um ein Mischpolymeres von Perfluoräthylen und einer fluorierten Sulfonsäure mit einem Äquivalenzgewicht von etwa 700 bis etwa 1600, bevorzugt etwa 1000 bis etwa 1300 und einem Molekulargewicht von etwa 50 bis etwa 1 500 000,bestimmt durch Viskositätsmessungen.Particularly good results are achieved with a coating on the fiber with an ion exchange resin which the DuPont company markets under the name 11 XR ". This is a mixed polymer of perfluoroethylene and a fluorinated sulfonic acid with an equivalent weight of about 700 to about 1600, preferably about 1000 to about 1300 and a molecular weight of about 50 to about 1,500,000, determined by viscosity measurements.

In der Regel entspricht das zur Beschichtung verwendete .Harz etwa 0,01 bis 20 Gew.% des mit dem Harz imprägnierten, faserförmigen Materials, bezogen auf das Gesamtgewicht des Harzes und des faserförmigen Harzes. Die Porösität, Wasserabsorption und Luftdurchlässigkeit des faserförmigen Materials sind nach dem Auftragen des Ionenaustauscherharzes im wesentlichen die gleichen wie vorher.As a rule, the resin used for the coating corresponds to about 0.01 to 20% by weight of that impregnated with the resin, fibrous material based on the total weight of the resin and the fibrous resin. The porosity, water absorption and air permeability of the fibrous material are substantial after application of the ion exchange resin the same as before.

Derartige faserförmige, elektrolytdurchlässige Poly(fluorkohlenstoff)-Substrate mit einer Beschichtung ader einem Überzug aus einem kationen-selektiven Ionenaustauscherharz, .das gegen entstehendes Chlor beständig ist, sind besonders gute Diaphragmen für die Verwendung in Chlorzellen.Such fibrous, electrolyte-permeable poly (fluorocarbon) substrates with a coating or a coating made of a cation-selective ion exchange resin, .that is resistant to the formation of chlorine are special good diaphragms for use in chlorine cells.

Als faserförmige Substrate können aber außer Poly(halogen-In addition to poly (halogen-

30981 1/1U230981 1 / 1U2

kohlenstoff)-Substraten auch andere faserförmige Materialien verwendet werden, die gegen den Angriff*durch den Elektrolyten beständig gemacht werden können.carbon) substrates also include other fibrous materials used against the attack * by the electrolyte can be made permanent.

Ein geeignetes Diaphragma kann z.B. aus einem Asbestträger und aus einem Mischpolymeren eines Fluorkohlenstoffs und einer Fluorkohlenstoffsäure bestehen. Dieses Mischpolymere kann in dem Asbestträger dipergiert sein und dabei die einzelnen Fasern innerhalb des Asbestträgers und auch die Fasern an den äußeren Oberflächen des Asbestträgers überziehen. Alternativ kann aber das Fluorkohlenstoff- Fluorkohlenstoff säure- Mischpolymere an der äußeren Oberfläche des Asbestkörpers zwischen dem Asbeetkörper und dem. Anolyten konzentriert werden.A suitable diaphragm can, for example, be made from an asbestos carrier and a mixed polymer of a fluorocarbon and a fluorocarbon acid. This mixed polymer can be dispersed in the asbestos carrier and thereby the cover individual fibers within the asbestos carrier and also the fibers on the outer surfaces of the asbestos carrier. Alternatively, however, the fluorocarbon-fluorocarbon acid copolymers on the outer surface of the asbestos body between the asbestos body and the. Anolytes be concentrated.

Wenn das Diaphragma ein Asbestträger mit einer Beschichtung aus dem Fluorkohlenstoff- Fluorkohlenstoffsäure-Mischpolymeren an den äußeren Oberflächen ist, werden . befriedigende Ergebnisse mit sehr geringen Mengen des Harzes erzielt, z.B. mit nur 0,1 Gramm des Mischpolymeren proIf the diaphragm is an asbestos carrier with a coating of the fluorocarbon-fluorocarbon acid copolymers is on the outer surfaces. satisfactory results with very small amounts of the resin achieved, e.g. with only 0.1 gram of the mixed polymer per

2
929 cm der Fläche des Diaphragmas.
2
929 cm of the area of the diaphragm.

Bei Benutzung eines Asbestträgers werden für die Herstellung des erfindungsgemäßen Diaphragmas die gleichen Fluorkohlenstoff- Fluorkohlenstoffsäure-Mischpolymeren verwendet, wie sie schon angeführt wurden. Das Mischpolymere aus Perfluoräthylen und Trifluoräthylensulfonsäure ist typisch für solche Mischpolymere zum Beschichten oder Überziehen des Asbestträgers. Ein anderes typisches Beispiel ist das Mischpolymere aus Perfluoräthylen undWhen using an asbestos carrier for the production of the diaphragm according to the invention, the same fluorocarbon Fluorocarbon acid copolymers are used, as already mentioned. The mixed polymer of perfluoroethylene and trifluoroethylene sulfonic acid is typical of such copolymers for coating or coating of the asbestos carrier. Another typical example is the mixed polymer of perfluoroethylene and

■f CF2 = CF (0-CF2-CF2-SO3H) ·>;■ f CF 2 = CF (O -CF 2 -CF 2 -SO 3 H) ·>;

ferner können auch andere Poly(fluorkohlenstoffe) ver- \tfendet werden, die an. ihnen hängende saure Gruppen enthaltenfurthermore, other poly (fluorocarbons) can also be used \ nthat will be found at. they contain pendant acidic groups

309811/114?309811/114?

und im wesentlichen frei von Kohlenstoff- Wasserstoffbindungen sind.and are essentially free of carbon-hydrogen bonds.

Als Trägermaterial wird bei solchen Diaphragmen Chrysotilasbest verwendet. Dieser Asbest hat die empirische FormelChrysotile asbestos is used as the carrier material for such diaphragms. This asbestos has the empirical formula

3MgO.2 2 3MgO. 2 2

Alternativ können andere Formen von Asbest, so wie Anthophyllit oder Crocidolit, ebenfalls mit gutem Ergebnis verwendet werden.Alternatively, other forms of asbestos, such as anthophyllite or crocidolite, can also be used with good result will.

Der für die Herstellung der Diaphragmen nach dieser Ausbildungsform der Erfindung verwendete Asbest hat in der Regel eine Faserlänge von etwa 0,079 bis etwa 3,81 cm und einen Faserdurchmesser von etwa 1/10 bis etwa 20 Mikron.The one for the production of the diaphragms according to this type of training Asbestos used in the invention typically has a fiber length of about 0.079 to about 3.81 cm and a fiber diameter of from about 1/10 to about 20 microns.

Ein besonders wirksamer Typ von Diaphragmen gemäß der Erfindung wird erhalten, wenn man einen festhaftenden Schutzfilm oder Überzug dieser Polymeren auf der dem Anolyten zugewandten Oberfläche des Asbestdiaphragmas erzeugt. Eine besonders gute Haftung wird erreicht, indem man eine chemische Umsetzung zwischen den sauren Grupen des Polymeren und dem Asbest herbeiführt, insbesondere mit dem Magnesium des Asbests. Dadurch entsteht bei der Berührung des sauren Polymeren und des Asbest, ein dünner (wahrscheinlich im wesentlichen monomolekularer) festhaftender Überzug des Polymeren auf den Asbestfasern. Eine Möglichkeit um die Ausbildung eines solchen Überzugs zu erhalten, besteht darin, daß man eine Lösungs des Harzes auf den AsI)GSt unter solchen Bedingungen aufträgt;, dnß keine Störung der Reaktion zwischen dem Polymeren und dem Asbest; erfolgt. Man kannA particularly effective type of diaphragm according to the invention is obtained by using a firmly adhering Protective film or coating of these polymers on the surface of the asbestos diaphragm facing the anolyte generated. A particularly good adhesion is achieved by having a chemical reaction between the acidic Groups of the polymer and the asbestos brings about, especially with the magnesium of the asbestos. This creates when touching the acidic polymer and asbestos, a thin (probably essentially monomolecular) firmly adhering coating of the polymer on the asbestos fibers. One way of training To obtain such a coating consists in placing a solution of the resin on the AsI) GSt under such Conditions so as not to interfere with the reaction between the polymer and the asbestos; he follows. One can

3 0 9 8 1 1 / 1 U ?3 0 9 8 1 1/1 U?

dabei mit dispergierten Asbestfasern oder mit Asbest als ein Teil des Diaphragmas arbeiten. Wenn man optimale Ergebnisse mit dem Harz erhalten will, sollten z.B. die aus der Zellflussigke.it entnommenen Asbestdiaphragmen zunächst getrocknet und dann mit Wasser zur Entfernung der· Natriumchloridkristalle gewaschen werden, bevor der Überzug aufgebracht wird.with dispersed asbestos fibers or with asbestos as part of the diaphragm work. If you want to get the best results with the resin, you should e.g. Asbestos diaphragms taken from Zellfluigke.it are first dried and then washed with water to remove the Sodium chloride crystals are washed before the coating is applied.

Obwohl nicht die Absicht besteht, daß die Erfindung von der Richtigkeit dieser Theorie abhängt, wird angenommen, daß die feste Haftung des Polymeren auf dem Asbest auf die Umsetzung eines Teils des Polymeren mit dem Magnesium des Asbests zurückzuführen ist. Wahrscheinlich reagiert die saure Gruppe des Polymeren mit dem Magnesium des Asbests. Das entstehende Reaktionsprodukt scheint die besondere Beständigkeit unter den Reaktionsbedingungen der elektrolytis'chen Zelle hervorzurufen^ wobei es sich bei diesem Reaktionsprodukt um ein komplexes Polymeres handelt, das organische Bestandteile aus dem sauren fUiorhaltigen Mischpolymeren und anorganische Bestandteile aus dem Asbest erhält. Dieses komplexe Polymere kann auch als komplexes polymeres Asbestsilikat bezeichnet werden. Das Reaktionsprodukt zwischen dem Harz und dem Asbest zeichnet sich unter anderem durch seine Unlöslichkeit in der Zellflüssigkeit; wässriger Natronlauge, wässrigem Natriumchlorid, Äthanol, Äthylen» glycol, Aceton und ähnlichen Lösungsmitteln aus»Although it is not intended that the invention depend on the correctness of this theory, it is believed that the firm adherence of the polymer to the asbestos is due to the reaction of some of the polymer with the magnesium of the asbestos. The acidic group of the polymer probably reacts with the magnesium of the asbestos. The resulting reaction product seems to produce the particular stability under the reaction conditions of the electrolytic cell, this reaction product being a complex polymer containing organic components from the acidic mixed polymer and inorganic components from asbestos. This complex polymer can also be referred to as complex polymeric asbestos silicate. The reaction product between the resin and the asbestos is characterized, among other things, by its insolubility in the cell fluid ; aqueous sodium hydroxide solution, aqueous sodium chloride, ethanol, ethylene »glycol, acetone and similar solvents from»

Bei einer alternativen Ausgestaltung der Erfindung wird ein mikroporöses oder poromeres PoIy(Fluorkohlenstoff)Substrat mit einem kation-selektiven hydrophilen Mittel auf den inneren Wänden der Poren als Diaphragma verwendet»In an alternative embodiment of the invention, a microporous or poromeric poly (fluorocarbon) substrate used as a diaphragm with a cation-selective hydrophilic agent on the inner walls of the pores »

309811/TU?309811 / TU?

22438562243856

Das bevorzugte mikroporöse oder poromere Substrat besitzt in der Regel die Form eines Blattes mit einer Dicke von etwa 0,0025 bis etwa 0,635 cm. Derartige mikroporöse Substrate haben typischerweise eine Porosität von etwa 15 bis etwa 85% und bevorzugt von etx^a 25 bis etwa 40%. Die einzelnen PorenThe preferred microporous or poromeric substrate has usually in the form of a sheet about 0.0025 to about 0.635 cm thick. Such microporous substrates typically have a porosity of from about 15 to about 85%, and preferably from about 25 to about 40%. The individual pores

τι 9 besitzen in der Regel eine Oberfläche von etwa 8 χ 10"iJ cm" τι 9 usually have a surface of about 8 χ 10 " iJ cm"

-5 2
bis etwa 8 χ 10 cm pro Pore, gemessen nach den ASTM-
-5 2
up to about 8 χ 10 cm per pore, measured according to the ASTM

Methoden D 2499 und E 128.Methods D 2499 and E 128.

Das bei dieser Ausbildungsform verwendete Diaphragma mit einem Elektrolyt-durchlässigen mikroporösen Poly(fluorkohtenstoff)blatt wird durch die Anwesenheit eines hydrophilen Mittels innerhalb der Poren hydrophil gemacht. Dabei besteht nicht die Notwendigkeit, dass das hydrophile Mittel in allen Poren und auf allen Oberflächen der Poren vorhanden ist. Es werden vielmehr schon befriedigende Ergebnisse auch dann erhalten, wenn nur ein kleiner Teil der Poren und Oberflächen hydrophil gemacht wird. In der Regel ist ein wirksamer Anteil der Poren und Oberflächen dann erreicht, wenn eine Benetzung des Diaphragmas mit Wasser mit freiem Auge beobachtet werden kann. In der Regel ist dies dann gegeben, wenn von den bereits genannten Ionenaustauscherharzen etwa 0,001 bis etwa 0,01 %, bezogen auf das mikroporöse Blatt und das Harz, in das mikroporöse Blatt eingebracht worden sind. Besonders gute Ergebnisse werden erhalten, wenn der Prozentsatz des genannten Harzes höher als 0,01 Gew%, bezogen auf das Gewicht des mikroporösen Blattes und des Harzes, ist.The diaphragm used in this form of training with an electrolyte-permeable microporous poly (fluorocarbon) sheet is made hydrophilic by the presence of a hydrophilic agent within the pores. Included there is no need for the hydrophilic agent to be present in all pores and on all surfaces of the pores is. Rather, the results will be satisfactory obtained even if only a small part of the pores and surfaces are made hydrophilic. Usually is a The effective proportion of pores and surfaces is achieved when the diaphragm is wetted with free water Eye can be observed. As a rule, this is the case when using the ion exchange resins already mentioned about 0.001 to about 0.01% based on the microporous sheet and resin is incorporated into the microporous sheet have been. Particularly good results are obtained when the percentage of said resin is higher than 0.01 weight percent based on the weight of the microporous sheet and resin.

Bei dieser Ausbildungsform der Erfindung mit einem mikroporösen oder poromeren Blatt als Träger oder Substrat können die gleichen Ionenaustauscherharze verwendet werden,In this embodiment of the invention with a microporous or poromeric sheet as a support or substrate the same ion exchange resins can be used,

30981 1/1U230981 1 / 1U2

wie bei Benutzung eines faserförrnigen Substrats, Wie bereits ausgeführt wurde, handelt es sich bei den bevorzugten Ionenaus tau scherharz en um Polyfluorkohlenstoffe mit an ihnen hängenden kationenaustauschenden Gruppen. Geeignete kationenselektive Austauschergruppen schließen folgende saure Gruppen ein: Sulfonsäure (-SO3H), Fluormethylensulfonsäure (-CF7SO3H), Benzolsulfonsäure (-0SO3H)1, Carbonsäure (-COOH), Phosphonsäure (-PO H), phosphonige Säure (-PO Hj und Phenol (-0H). Die bevorzugte saure Gruppe ist die SuIfonsäuregruppe (-SO_H).as with the use of a fibrous substrate. As already stated, the preferred ion exchange resins are polyfluorocarbons with pendant cation exchange groups. Suitable cation-selective exchange groups include the following acidic groups: sulfonic acid (-SO 3 H), fluoromethylene sulfonic acid (-CF 7 SO 3 H), benzenesulfonic acid (-0SO 3 H) 1 , carboxylic acid (-COOH), phosphonic acid (-PO H), phosphonous Acid (-PO Hj and phenol (-0H). The preferred acidic group is the sulfonic acid group (-SO_H).

Das lonenaustauscherharz ist in der Regel ein Mischpolymeres eines Fluorkohlenstoffs und eines sauren Fluorkohlenstoffs bzw. e5.ner Fluorkohlenstoffsäure« Beispiele für derartige kationenselektive Ionenaustauscherharze sind das Copolymere aus Perfluoräthylen und Trifluoräthylensulfonsäure [_ CF=CF(SO3H)J , das Copolymere aus Perfluoräthylen und [^CF2=CF(O-CF2-CF2-SO3H) ] .A mixed polymer of a fluorocarbon and an acidic fluorocarbon or e5.ner fluorocarbon acid "Examples of the ion exchange resin is usually of such cation-selective ion exchange resins are the copolymers of perfluoroethylene and Trifluoräthylensulfonsäure [_ CF = CF (SO 3 H) J, the copolymer of perfluoroethylene and [^ CF 2 = CF (O-CF 2 -CF 2 -SO 3 H)].

Wie bereits ausgeführt wurde, ist ein derartiges Copolymeres im Handel erhältlich.As already stated, such a copolymer is commercially available.

Das Diaphragma nach der Erfindung, das ein Elektrolytdurchlässiges Teil oder Glied besitzt und durch den Elektrolyten benetzbar ist und ein Fluorkohlenstoff-Fluorkohlenstoff säure-Mischpolymeres enthält, kann nach verschiedenen Verfahren hergestellt werden.The diaphragm of the invention having an electrolyte permeable member or member and through the electrolyte is wettable and contains a fluorocarbon-fluorocarbon acid copolymer, according to various Process are produced.

Nach einer Ausbildungsform der Erfindung wird ein mikroporöses Teil hergestellt, das als Hauptbestandteil das Mischpolymere des Fluorkohlenstoffs und der Fluorkohlenstoffsäure enthält. Ein derartiges mikroporöses Teil kann hergestellt werdon, indem man den Fluorkohlenstoff und das Fluorid der Fluorkohl on-According to one embodiment of the invention, a microporous part is produced, the main component of which is the mixed polymer of fluorocarbon and fluorocarbon acid. Such a microporous part can be manufactured by using the fluorocarbon and the fluoride of the fluorocarbon on-

3 D 9 8 1 1 / 1 U ?3 D 9 8 1 1/1 U?

stoffsäure nach der Lehre der US-PS 3 041 317 in Gegenwart eines niedrig-siedenden Lösungsmittels oder einer leicht-auslaugbaren Komponente polymerisiert und dann das Fluorid der Säure hydrolysiert.chemical acid according to the teaching of US Pat. No. 3,041,317 in the presence of a low-boiling solvent or a polymerized easily-leachable component and then hydrolyzed the fluoride of the acid.

Bei einer anderen Ausbildungsform der Erfindung wird eine Lösung des Mischpolymeren direkt auf die maschenförmige Kathode aufgetragen, wobei eine einheitliche Kathoden-Struktur entsteht. Bei dieser Ausbildungsform kann man > einen Schirm aus Stahldrahtmaschen auf einer Seite mit dem Mischpolymeren überziehen. Der Maschenschirm, der bevorzugt mehr als 8 Maschen pro 2,54 cm bei einer öffnung der Maschen von weniger als 0,15 cm besitzt, wird vor dem Auftragen des Mischpolymeren gereinigt und entfettet. Dann wird eine Lösung des Mischpolymerer» ■·'<« Fluorkohlenstoff und Fluorkohlenstoff säure in einem Lo'stiftgsmittel hergestellt. Die Lösung wird auf den Maschenschi t* *.a oekannter Weise, z. B. mit Pinseln, Walzen oder durc.v Sprüher, aufgetragen. Dann wire der überzug in eine jnlö livhe Forjn "umgewandelt, z. B. durch Behandeln mit einer Natronlaugelösung. In dieser Weise wird eine Elektrolyt-durchlässige Kathoden-Diaphragma-Struktur hergestellt, die aus einer Kathode aus einem Maschendrahtschirm und einem elektrolytbeständigen'und durch den Elektrolyten benetzbaren Überzug auf einer Seite dieses Schirms besteht.In another embodiment of the invention, a solution of the mixed polymer is applied directly to the mesh-shaped cathode, a uniform cathode structure being produced. With this form of construction, one can > cover a screen made of steel wire mesh on one side with the mixed polymer. The mesh screen, which preferably has more than 8 meshes per 2.54 cm with a mesh opening of less than 0.15 cm, is cleaned and degreased before the mixed polymer is applied. Then a solution of the mixed polymer "■ · '<" fluorocarbon and fluorocarbon acid is prepared in a solvent. The solution is on the Maschenschi t * * .a oekannter way, z. B. with brushes, rollers or by spraying. The coating would then be converted into a soft shape, for example by treatment with a caustic soda solution. In this way, an electrolyte-permeable cathode-diaphragm structure is produced, which consists of a cathode made of a wire mesh screen and an electrolyte-resistant screen the electrolyte-wettable coating on one side of this screen.

Bei einer anderen Ausführungsform de Erfindung wird ein faserförmiges Diaphragma hergestellt, indem man das fasevförmige Substrat mit einer Lösung des Ionenaustauscherna esIn another embodiment of the invention, a fibrous diaphragm made by mixing the fibrous substrate with a solution of the ion exchanger

30981 1/1U230981 1 / 1U2

22433662243366

oder Mischpolymeren aus Fluorkohlenstoff und Fluorkohlenstoff säure überzieht, wobei ein geeignetes organisches Lösungsmittel verwendet wird und das imprägnierte faserförmige Substrat, z. B. ein Poly(fluorkohlenstoff) mit der Kathode dann zu einer Baueinheit verbunden wird.or mixed polymers of fluorocarbon and fluorocarbon acid coated, with a suitable organic Solvent is used and the impregnated fibrous substrate, e.g. B. a poly (fluorocarbon) with the cathode is then connected to form a structural unit.

Eine andere Arbeitsweise zur Herstellung des Diaphragmas' nach der Erfindung besteht darin, dass man ein Blatt aus faserförmigem Poly(fluorkohlenstoff) mit einer Lösung eines geeigneten Ionenaustauscherharzes imprägniert, indem man das Blatt in eine Lösung des Ionenaustauscherharzes in einem organischen Medium eintaucht. Die Lösung wird erwärmt und dann wird eine entsprechende Verbindung zugegeben, um das gelöste Harz in eine unlösliche Form umzuwandeln. Another way of making the diaphragm according to the invention is that a sheet is made from fibrous poly (fluorocarbon) with a solution a suitable ion exchange resin impregnated by placing the sheet in a solution of the ion exchange resin immersed in an organic medium. The solution is heated and then an appropriate compound is added, to convert the dissolved resin into an insoluble form.

Die für das Auftragen des Ionenaustauscherharze verwendete Lösung enthält in der Regel in einem organischen Lösungsmittel 0,1 bis etwa 20 Gew% des Harzes. Die als Lösungsmittel verwendete organische Flüssigkeit sollte sich im wesentlichen mit dem lonenaustauseherharz nicht umsetzen. Von Interesse sind Lösungsmittel, in denen das Ionenaustauscherharz eine nennenswerte Löslichkeit besitzt. Die bevorzugten organischen Lösungsmittel sind diejenigen, die zwei bis sechs Kohlenstoff atome und Aldehyd-, Keton» oder Alkoholgruppen enthalten. Beispiele für bevorzugte organische Lösungsmittel sind Äthylalkohol, Butanol, Propanol, Isopropanol und dergleichen. Alternativ könnenThe solution used for applying the ion exchange resin usually contains 0.1 to about 20% by weight of the resin in an organic solvent. The organic liquid used as the solvent should essentially not react with the ion exchange resin. Solvents in which the ion exchange resin has significant solubility are of interest. The preferred organic solvents are those containing two to six carbon atoms and aldehyde, ketone, or alcohol groups. Examples of preferred organic solvents are ethyl alcohol, butanol, propanol, isopropanol and the like. Alternatively you can

30981 1/1U?30981 1 / 1U?

aromatische Lösungsmittel wie Benzol, Toluol, Kumol, Phenol und dergleichen verwendet werden. Andere alternative Lösungsmittel sind Dimethylformamid, Dimethy1-acetamid, Dimethylsulfoxid und Tetramethylharnstoff. Bei einer Ausbildungsform wird eine Lösung des Ionenaustauscherharze s in dem Lösungsmittel hergestellt« Man benutzt diese Lösung des Ionenaustauscherharzes, um das faserige Blatt sorgfältig zu benetzen und zu durchdringen. Dieses Imprägnieren des faserigen Blattes kann in einem Zeitraum von etwa 0,1 bis etwa 8 Stunden bei einer Temperatur zwischen dem Gefrierpunkt und dem Siedepunkt der Lösung stattfinden. Bevorzugte Zeiten sind etwa 1 Stunde bis etwa 4 Stunden bei der Rückflußtemperatur der Lösung.aromatic solvents such as benzene, toluene, cumene, Phenol and the like can be used. Other alternative solvents are dimethylformamide, dimethyl acetamide, Dimethyl sulfoxide and tetramethyl urea. In one embodiment, a solution of the ion exchange resin is used s prepared in the solvent «This solution of the ion exchange resin is used, to carefully wet and penetrate the fibrous sheet. This impregnation of the fibrous sheet can be in a period of about 0.1 to about 8 hours at a temperature between freezing point and the Take place at the boiling point of the solution. Preferred times are about 1 hour to about 4 hours at the reflux temperature the solution.

Das lonenaustauscherharz liegt in der Lösung in löslicher Form vor, d. h. als Säure. Die Lösung des Harzes und das Lösungsmittel werden dann mit einer Verbindung der allgemeinen Formel NaX behandelt, wobei X ein Säurerest oder OH ist.The ion exchange resin is more soluble in the solution Form before, d. H. as acid. The solution of the resin and the solvent are then combined with a compound of the general formula NaX, where X is an acid residue or OH.

In der Regel wird für diesen Zweck Natriumhydroxid benutzt. Das mit dem Ionenaustauscherharz imprägnierte und überzogene Poly(fluorkohlenstoff)substrat wird dann aus der Lösung entnommen und mit den gelochten Metallkathoden verbunden.Usually sodium hydroxide is used for this purpose. The poly (fluorocarbon) substrate impregnated and coated with the ion exchange resin is then removed from the solution and connected to the perforated metal cathodes.

30981 1 /1 U?30981 1/1 U?

Mit derartigen Verbundkörpern aus Metallkathoden und dem erfindungsgemäßen Diaphragma kann dann die Elektrolyse mit gutem Ergebnis durchgeführt werden. Zu Beginn liegt der Spannungsabfall über das Diaphragma bei 2 Volt und nach einer kurzen Betriebszeit, z. B. nach etwa 5 Tagen, ist der Spannungsabfall über das Diaphragma auf weniger als 0,8 Volt und in der Regel auf weniger als 0,6 Volt bei einer Stromdichte von 20,2 Amp./100 cm^ (190 Amperes per square foot) abgefallen.Electrolysis can then be carried out with such composite bodies made of metal cathodes and the diaphragm according to the invention can be carried out with good results. At the beginning, the voltage drop across the diaphragm is 2 volts and after a short period of operation, e.g. B. after about 5 days, the voltage drop across the diaphragm is less than 0.8 volts and usually less than 0.6 volts at a current density of 20.2 amps / 100 cm ^ (190 amperes per square foot).

Nach einer anderen Arbeitsweise wird das Diaphragma nach der Erfindung hergestellt, indem man ein Blatt eines poromeren oder mikroporösen Poly(fluorkohlenstoff) mit einem lonenaustauscherharz imprägniert, indem man das Blatt in eine Lösung des Ionenaustauscherharzes in einem organischen Medium eintaucht. Man läßt das Harz durch das Blatt perkolieren und hindurchdringen. Dann wird die Lösung erwärmt und es wird eine Verbindung zur Umwandlung des Harzes in eine unlösliche Form zugesetzt. Die Lösung des Ionenaustauscherharzes in dem organischen Lösungsmittel ist bei dieser Behandlung in der Regel eine l.bJLs 5 Gew7oige Lösung. Es können die gleichen Lösungsmittel verwendet werden, wie sie bereits zur Behandlung eines Substrates aus einem faserigen Poly(fluorkohlenstoff) angeführt wurden.According to another procedure, the diaphragm according to the invention is made by cutting a sheet of a poromeric or microporous poly (fluorocarbon) impregnated with an ion exchange resin by the The sheet is immersed in a solution of the ion exchange resin in an organic medium. The resin is allowed to pass through percolate and penetrate the leaf. Then the solution is heated and it becomes a compound for conversion of the resin is added in an insoluble form. The solution of the ion exchange resin in the organic The solvent used in this treatment is usually a 5% by weight solution. The same solvents can be used as are already used for the treatment of a fibrous poly (fluorocarbon) substrate.

Auch bei dieser Behandlung durchdringt und perkoliert die Lösung das mikroporöse Substrat und benetzt das Innere der Poren sorgfältig. Eine derartige Iraprägnier-In this treatment, too, the solution penetrates and percolates the microporous substrate and wets it Inside the pores carefully. Such an Irapregnation

309811/11/,.?309811/11 /,.?

behandlung wird für einen Zeitraum von etwa 1 bis etwa 24 Stunden bei einer Temperatur zwischen dem Gefrierpunkt und dem Siedepunkt des Lösungsmittels durchgeführt.treatment is for a period of about 1 to about 24 hours at a temperature between freezing point and carried out the boiling point of the solvent.

Das Ionenaustauscherharz, das noch in löslicher Form vorliegt, wird dann mit einer Natriumverbindung, wie Natriumhydroxid oder einem Natriumsalz, wie Natriumacetat, behandelt, um das Harz in eine unlösliche Form überzuführen. Dann wird das mit dem Ionenaustauscherharz beschichtete mikroporöse oder poromere Poly(fluorkohlenstoff)substrat aus der Lösung entnommen und mit gelochten Metallkathoden verbunden. Dieser Verbundkörper ist dann fertig für die Durchführung der Elektrolyse.The ion exchange resin, which is still in soluble form, is then mixed with a sodium compound such as sodium hydroxide or a sodium salt such as sodium acetate to convert the resin to an insoluble form. Then the microporous or poromeric poly (fluorocarbon) substrate coated with the ion exchange resin is made taken from the solution and connected with perforated metal cathodes. This composite body is then ready for implementation of electrolysis.

Das als Substrat verwendete poromere oder mikroporöse Blatt kann durch beliebige bekannte Verfahren zur Herstellung solcher Blätter erzeugt werden. So kann man z. B. die entsprechenden Monomeren in Gegenwart eines herauslösbaren faserförmigen Materials, z. B. aus Celluloseacetat, polymerisieren und dann das faserförmige Material aus dem entstandenen Blatt herauslösen.The poromeric or microporous sheet used as the substrate can be prepared by any known method such sheets can be generated. So you can z. B. the corresponding monomers in the presence of a releasable fibrous material, e.g. B. off Cellulose acetate, polymerize and then dissolve the fibrous material from the resulting sheet.

Wenn als faserförraiges Substrat Asbest verwendet wird, kann der Asbest auf die elektrolytdurchlässige Kathode durch beliebige bekannte Verfahren aufgezogen werden und das Fluorkohlenstoffpolymere wird dann auf dem faserförmigen Asbestteil abgelagert.If asbestos is used as the fibrous substrate, the asbestos can be deposited on the electrolyte-permeable cathode can be drawn up by any known method and the fluorocarbon polymer is then deposited on the fibrous Part of asbestos deposited.

Man geht bevorzugt so vor, dass man den Asbest in der Zellflüssigkeit aufschlämmt. Die Aufschlämmung kann etwa 2 bis etwa 4% Asbest in der Zellflüssigkeit enthalten. Die Zellflüssigkeit ist eine wässrige Lösung, die etwa 10 bis etwa 15 Gew% Natriumhydroxid und etwa 10 bis etwa 15 Gew% Natriumchlorid enthält, so dass insgesamt eine Lösung entsteht, die etwa 25 bis etwa 30 Gew% dieser Natriumverbindungen enthält.The preferred procedure is to slurry the asbestos in the cell fluid. The slurry can be about Contains 2 to 4% asbestos in the cell fluid. The cell fluid is an aqueous solution that is about Contains 10 to about 15 wt% sodium hydroxide and about 10 to about 15 wt% sodium chloride, making that total a solution is formed which contains about 25 to about 30% by weight of these sodium compounds.

Der Asbest wird dann auf den Kathodenschirra aufgezogen, indem die Kathode in die Aufschlämmung von Zellflüssigkeit und Sole eingetaucht wird und ein Vakuum im Kathodenraum angelegt wird. Die Kombination aus der Kathode und dem Asbest läßt man dann nach dem Waschen trocknen und überzieht sie mit dem Mischpolymeren aus Fluorkohlenstoff und Fluorkohlenstoffsäure.The asbestos is then drawn onto the cathode shield, by immersing the cathode in the slurry of cell fluid and brine and a vacuum in the cathode compartment is created. The combination of the cathode and the asbestos is then allowed to dry after washing and coats them with the mixed polymer of fluorocarbon and fluorocarbon acid.

In der Regel wird das Mischpolymere aus Fluorkohlenstoff und Fluorkohlenstoffsäure als verdünnte Lösung in einem der bereits genannten Lösungsmittel aufgetragen. Das Auftragen dieser Lösung auf den Asbest kann durch beliebige Verfahren erfolgen, z. B. durch Sprühen, Aufpinseln, Tauchen oder durch Aufwalzen. Ein typisches Beispiel für die in betracht kommenden bereits genannten Mischpolymeren ist das Mischpolymere aus Perfluoräthylen und Trifluorvinylsulfonsäure. Es können aber auch die anderen Fluorkohlenstoffmischpolymeren verwendet werden, die im wesentlichen frei von Wasserstoff -Kohlenstoffbindungen sind und an ihnen hängende saure Gruppen enthalten. Als Lösungsmittel kann ein beliebiges der genannten Lösungsmittel, in denen das Mischpolymere löslich ist, dienen.Usually the mixed polymer is made from fluorocarbon and fluorocarbon acid applied as a dilute solution in one of the solvents already mentioned. That Applying this solution to the asbestos can be done by any method, e.g. B. by spraying, brushing on, Dipping or rolling. A typical example of the ones already mentioned Copolymers is the copolymers made from perfluoroethylene and trifluorovinyl sulfonic acid. However, the other fluorocarbon copolymers can also be used, which are essentially free of hydrogen-carbon bonds and contain acidic groups pending on them. Any of the solvents in which the copolymer is soluble can serve as the solvent.

309811/114?309811/114?

Nach dem Auftragen der Lösung des Mischpolymeren auf den Asbest wird das Diaphragma mit einer basischen Lösung, z. B. mit verdünntem Natriumhydroxid, behandelt. Dadurch wird die lösliche Wasserstoff-Form des Mischpolymeren in die unlösliche Natriumform umgewandelt, wobei sich das unlösliche Mischpolymere auf den Asbestfasern abscheidet. Nachher ist die Kombination aus Kathode und Diaphragma fertig für die Elektrolyse.After applying the solution of the copolymer on the asbestos is the diaphragm with a basic solution, z. B. with dilute sodium hydroxide treated. This converts the soluble hydrogen form of the copolymer into the insoluble sodium form, whereby the insoluble copolymers are deposited on the asbestos fibers. Afterwards is the combination of cathode and diaphragm ready for electrolysis.

Bei einer anderen Ausführungsform der Erfindung, die entweder mit einem poromeren oder einem faserförmigen Substrat durchgeführt werden kann, wird das mit einem. Ionenaustauscherharz beschichtete und imprägnierte Poly(fluorkohlenstoff)blatt auf der Kathode gut befestigt und es wird dann eine Aufschlämmung von Asbest in Sole hergestellt. In der Regel enthält diese Aufschlämmung etwa 0,5 bis etwa 20 Gew% an Chrysotilasbest in einer Natriumchlor id-en thai t enden Sole. Der aufgeschlämmte Asbest wird auf der Anoly'tseite des Diaphragmas aufgetragen. In dieser Weise erhält man auf der Kathode ein kräftiges, lang lebendes und fest haftendes Diaphragma.In another embodiment of the invention, which can be carried out with either a poromeric or a fibrous substrate, this is done with a. Ion exchange resin coated and impregnated poly (fluorocarbon) sheet on the cathode well attached and it a slurry of asbestos in brine is then made. Usually this slurry contains about 0.5 to about 20% by weight of chrysotile asbestos in a sodium chlorid-en thai brine. The slurried asbestos will applied to the anolyte side of the diaphragm. In this way one gets a strong, long one on the cathode living and firmly adhering diaphragm.

Nach langen Laufzeiten der Elektrolyse können gewisse physikalische Beschädigungen des Diaphragmas auftreten. Für eine derartige Schädigung des Diaphragmas kommt es nicht darauf an, ob die zuvor beschriebene äußere Asbestoberfläche verwendet wird. Nach einer weiteren Ausbildungsform der Erfindung können diese Schädigungen, die aufCertain physical damage to the diaphragm can occur after long periods of electrolysis. For such damage to the diaphragm, it does not matter whether the outer asbestos surface described above is used. According to a further embodiment of the invention, this damage, which on

3098 11 /1 U23098 11/1 U2

eine physikalische Erosion zurückzuführen sind, im wesentlichen reduziert oder eliminiert werden, indem kleine Mengen von Asbest, z. B. etwa 2 bis 454 g Asbest pro 929 cnr der Kathodenfläche pro Tag zu dem Elektrolyten während der Elektrolyse zugesetzt werden. Der während der Elektrolyse zu der Sole zugesetzte Asbest ist vorzugsweise Chrysotirlasbest. Dieser Ghrysotylasbest hat typischerweise eine Faserlänge von etwa.O94 bis 12,7 mm. Ein geeigneter Asbest dieser Art für die Zugabe zum Anolyten wird von der Asbestos Corporation of America unter der Bezeichnung "7MO5" vertrieben.physical erosion can be substantially reduced or eliminated by removing small amounts of asbestos, e.g. B. about 2 to 454 g of asbestos per 929 cnr of the cathode area per day are added to the electrolyte during the electrolysis. The asbestos added to the brine during electrolysis is preferably chrysotir asbestos. This Ghrysotylasbest typically 9 4 mm fiber length etwa.O to 12.7. A suitable asbestos of this type for addition to the anolyte is sold by Asbestos Corporation of America under the designation "7MO5".

Zur Aufrechterhaltung der Struktur des Diaphragmas kann der Asbest in die Zelle zum Beispiel in Form einer Aufschlämmung von Asbest in der Sole gemeinsam mit '.'"·. der zugeführten Sole zugegeben werden. In der Regel enthält diese Aufschlämmung etwa 1 bis etwa 100 g Asbest pro Liter. Die besten Ergebnisse werden erhalten, wenn der Asbestgehalt in der Aufschlämmung bei etwa 2 bis etwa 20 g pro Liter liegt. Alternativ kann man den Asbest aber auch durch öffnungen in dem Gehäuse der Zelle zugeben.To maintain the structure of the diaphragm, the asbestos can be added to the cell, for example in the form of a slurry of asbestos in the brine, together with '.'"·. The brine supplied. Typically this slurry contains about 1 to about 100 g of asbestos per liter. The best results are obtained when the asbestos content in the slurry is about 2 to about 20 g per liter. Alternatively, the asbestos can also be added through openings in the housing of the cell.

Mit Hilfe dieser Arbeitsweise gelingt es, diejenigen Teile des Diaphragmas, die eine Beschädigung erfahren haben, weitgehend zu erneuern und die ursprüngliche Wirksamkeit der Zelle im wesentlichen wieder zu erlangen. Dadurch kann <ias Diaphragma für lange Gebrauchszeiten von über etwa 9 Monaten ölme Austausch benutzt werden.With the help of this method of operation, it is possible to remove those parts of the diaphragm that have been damaged have to renew to a large extent and to essentially regain the original effectiveness of the cell. This means that the diaphragm can be used for long periods of use of over 9 months without oil.

'J Q 9 HI T / 1 1 /, -> 'J Q 9 HI T / 1 1 /, ->

In den folgenden Beispielen wird die Erfindung noch näher erläutert:The invention is further illustrated in the following examples explained in more detail:

Beispiel 1example 1

Es wurde ein mikroporöses Diaphragma aus einem Mischpolymeren von Perfluoräthylen und einem perfluorierten Olefin mit daran hängenden Sulfonsäuregruppen und mit einer Verstärkung durch Poly(perfluoräthylen)fasern hergestellt. Das Mischpolymere hatte ein Äquivalenzgewicht von etwa 1200 g pro Gramme-Mol der Sulfonsäuregruppe. Das Diaphragma war 0,076 mm dick, hatte einen Kreisdurchmesser von 12,7 cm und eine Fließgeschwindigkeit . von 16 ml pro Minute bei einem Wasserdruck von 43 cm (17 inch head of water), woraus sich eine Porosität von A microporous diaphragm was made from a mixed polymer of perfluoroethylene and a perfluorinated olefin with pendant sulfonic acid groups and reinforced with poly (perfluoroethylene) fibers. The interpolymer had an equivalent weight of about 1200 grams per gram mole of the sulfonic acid group. The diaphragm was 0.076 mm thick, had a circular diameter of 12.7 cm and had a flow rate. of 16 ml per minute at a water pressure of 43 cm (17 inch head of water), from which a porosity of

-1-2 0,81 ml Minute Fuß errechnet.-1-2 0.81 ml minute foot calculated.

Das erhaltene Diaphragma wurde in einer-Laboratoriumszelle mit einem Diaphragma eingebaut. Die Laboratoriumszelle hatte einen Anolytenraum mit einer Tiefe von 2,54 cm und einem Volumen von 575 ecm und einem Katholytraura von einer Tiefe von 2,54 cm und einem Volumen von 575 ecm. Die Anode der Zelle bestand aus platinierten Titanmaschen und war von dem Diaphragma und der Kathode durch eine 3,2 mm Dichtung aus Polychlorbutadien getrennt. Die Kathode bestand aus gepressten Eisenmaschen. Für die Zuführung der elektromotorischen Kraft waren entsprechende Einrichtungen vorhanden. The diaphragm obtained was installed in a laboratory cell with a diaphragm. The laboratory cell had an anolyte compartment with a depth of 2.54 cm and a volume of 575 ecm and a catholyte traura of a depth of 2.54 cm and a volume of 575 ecm. The anode of the cell consisted of platinum-plated titanium mesh and was separated from the diaphragm and the cathode by a 3.2 mm gasket made of polychlorobutadiene. The cathode consisted of pressed iron mesh. Appropriate devices were available for supplying the electromotive force.

3 0 9 8 11 / 1 U ?3 0 9 8 11/1 U?

Die Elektrolyse wurde bei einer Stromdichte von 110 Ampere pro 929 cm^ und einer Zelltemperatur von 93° C durchgeführt. Es wurde eine Sole, deren pH auf 10,3 eingestellt war und die 257 g Natriumchlorid pro Liter enthielt, der Zelle mit einer Geschwindigkeit von 6 ml pro Minute zugeführt.The electrolysis was carried out at a current density of 110 amperes per 929 cm ^ and a cell temperature of 93 ° C carried out. It was a brine, the pH of which was adjusted to 10.3 and which contained 257 g sodium chloride per liter, delivered to the cell at a rate of 6 ml per minute.

Die Spannung über die Zelle wurde mit einem NLS Digital Multimeter gemessen und die Elektrodenpotentiale wurden gegen eine Silber-Silber-ehlorid-Bezugselektrode gemessen. Der gesamte Spannungsabfall über die Zellflüssigkeit und das .Diaphragma betrug 0,50 Volt. Die Stromeffizienz, die als die tatsächliche Ausbeute an Natriumhydroxid, dividiert durch die theoretische Ausbeute an Natriumhydroxid definiert ist,'betrug 96%. Ein Soledruck (head of brine) zwischen 15 und 20 cm wurde aufrechterhalten.The voltage across the cell was measured with an NLS Digital Multimeter measured and the electrode potentials were measured against a silver-silver-chloride reference electrode. The total voltage drop across the cell fluid and the diaphragm was 0.50 volts. The power efficiency that as the actual yield of sodium hydroxide divided by the theoretical yield of sodium hydroxide is defined, 'was 96%. A brine pressure (head of brine) between 15 and 20 cm was maintained.

Beispiel 2Example 2

In gleicher Weise wie in Beispiel 1 wurde ein Diaphragma hergestellt und geprüft, doch wurde der Abstand zwischen den Elektroden von 3,2 mm auf 6,4 mm durch Einbau eines Abstandhalters an den Kathodenflansch der Laboratoriumsdiaphragmazelle vergrößert.A diaphragm was manufactured and tested in the same manner as in Example 1, except that the distance between the electrodes from 3.2 mm to 6.4 mm by installing a spacer on the cathode flange of the laboratory diaphragm cell enlarged.

Bei einer Stromdichte von 110 Ampere pro 929 cm? zeigten die Zellflüssigkeit und das Diaphragma einen Spannungsabfall von 0,55 Volt und eine Stromeffizienz von 90%.At a current density of 110 amps per 929 cm? showed the cell fluid and the diaphragm have a voltage drop of 0.55 volts and a current efficiency of 90%.

11/114?11/114?

Beispiel 3Example 3

Es wurde ein Diaphragma hergestellt, das auf einem faserförraigen Poly(perfluoräthylen)-Substrat einen Überzug aus einem perfluorierten Polymeren mit daran hängenden SuIfönsäuregruppen hatte.A diaphragm was made which was formed on a fibrous poly (perfluoroethylene) substrate Coating of a perfluorinated polymer with pendant sulfonic acid groups.

Für das Substrat und für das saure Perfluorpolymere wurden Handelsprodukte benutzt, wobei es sich bei dem zuletzt genannten Produkt um das in der Beschreibung erwähnte Mischpolymere von Perfluoräthylen und einer fluorierten Sulfonsäure handelte. Vor der Behandlung mit dem sauren Perfluorpolymeren hatte das Poly(perfluoräthylen)blatt ein Gewicht von 850 g pro 0,836 m2, eine Luftduxchlässigkeit von 1,7 mJ pro Minute und eine Dicke von 1,0 mm. Das Blatt wurde mit einer 10 Gew%igen Lösung des sauren Perfluorpolymeren in Äthanol behandelt. Das saure Perfluorpolymere hatte ein Äquivalenzgewicht von etwa 1300. Das Blatt wurde in die Lösung des Harzes in Äthanol bei einer Temperatur zwischen 27° und 75° C eingetaucht und gründlich mit der Lösung des Harzes Imprägniert. Dann wurde das Blatt in eine wässrige Lösung von Natriumhydroxid eingetaucht, um das Harz in seiner unlöslichen Form als Natriumsalz zu erhalten. Dann wurde das mit dem Harz behandelte Blatt getrocknet und in ein Laboratoriumsdiaphragma der in Beispiel 1 beschriebenen Zelle eingebaut .Commercial products were used for the substrate and for the acidic perfluoropolymer, the latter product being the mixed polymer of perfluoroethylene and a fluorinated sulfonic acid mentioned in the description. Before the treatment with the acidic perfluoropolymer had the poly (perfluoroethylene) a sheet weight of 850 g per 0.836 m 2, a Luftduxchlässigkeit of 1.7 m per minute and J mm a thickness of 1.0. The sheet was treated with a 10% strength by weight solution of the acidic perfluoropolymer in ethanol. The acidic perfluoropolymer had an equivalent weight of about 1300. The sheet was immersed in the solution of the resin in ethanol at a temperature between 27 ° and 75 ° C and thoroughly impregnated with the solution of the resin. Then the sheet was immersed in an aqueous solution of sodium hydroxide to obtain the resin in its insoluble form as a sodium salt. The sheet treated with the resin was then dried and installed in a laboratory diaphragm of the cell described in Example 1.

30981 1/1U?30981 1 / 1U?

Dem Anolytenraum der Laboratoriums zelle wurden 6 ml pro Minute einer Sole zugeführt, die auf pH 10,3 eingestellt war und 257 g Natriumchlorid pro Liter enthielt. Die Zelle wurde bei einer Temperatur von 90° C gehalten. Die Elektrolyse wurde bei einer Stromdichte von 110 Ampere pro 929 cm^ durchgeführt. Nach einer Betriebsdauer von 96 Stunden wurde eine Stromeffizienz von 30,9% beobachtet, wobei die Konzentration an Natriumhydroxid in dem Katholyten 4,74% und der Spannungsabfall über das Diaphragma 0,50 Volt betrug.6 ml fed per minute of a brine which was adjusted to pH 10.3 and 257 g of sodium chloride per liter contained. The cell was kept at a temperature of 90 ° C. The electrolysis was carried out at a Current density of 110 amps per 929 cm ^ carried out. After an operating time of 96 hours, a current efficiency of 30.9% was observed, with the concentration of sodium hydroxide in the catholyte 4.74% and the voltage drop across the diaphragm Was 0.50 volts.

Dann wurden 2 Asbesttypen entsprechend den Angaben in Tabelle I zum Anolyten zugegeben. Der Asbest I (Handelsprodukt "Calidria" TM) ist ein Chrysotilasbsst, der etwa 1 χ 10^ kolloidale Faserchen pro Gramm ent» hält und bei dem das Verhältnis von Länge zu Durchmesser der Faserchen etwa 200 : 1 beträgt. Dieser Asbest lag in einer wässrigen Aufschlämmung vor, die 85 g Asbest I und 257 g Natriumchlorid pro Liter enthielt. Then 2 types of asbestos were added to the anolyte as indicated in Table I. Asbestos I (commercial product "Calidria" TM) is a chrysotile asbestos, of about 1 χ 10 ^ colloidal fibers per gram holds and in which the ratio of length to diameter of the fibers is about 200: 1. This Asbestos was in an aqueous slurry containing 85 g of Asbestos I and 257 g of sodium chloride per liter.

Asbest II (Handelsprodukt M7MO5") ist ein Chrysotilasbest mit einer mittleren Teilchengröße von weniger als minus 325 Maschen. Auch der Asbest II wurde als wässrige Aufschlämmung mit 85 g Asbest und 257 g Natriumchlorid pro Liter verwendet.Asbestos II (commercial product M 7MO5 ") is a chrysotile asbestos with an average particle size of less than minus 325 meshes. Asbestos II was also used as an aqueous slurry with 85 g of asbestos and 257 g of sodium chloride per liter.

3 0 981 1/1 U?3 0 981 1/1 U?

2 ZA 38662 ZA 3866

Die Stromeffizienz und der Spannungsabfall können ausThe current efficiency and the voltage drop can be off Tabelle I entnommen werden und stellen MittelwerteTable I and represent mean values

für eine Betriebsdauer von 48 Stunden dar. Der Spannungsabfallfor an operating time of 48 hours. The voltage drop

1st der Spannungsabfall über das Diaphragma und denIs the voltage drop across the diaphragm and the

Elektrolyten.Electrolytes. Beispiel 4Example 4

Es wird nach der Arbeltswelse von Beispiel 3 ein Diaphragma hergestellt, das auf einem Poly(perfluoräthylen)träger ein Ionenaustauscherharz hat.It is based on the procedure of Example 3 Diaphragm made which has an ion exchange resin on a poly (perfluoroethylene) carrier.

Für den Poly(perfluoräthylen)träger wurde ein Handelsprodukt mit einer Dicke von 3,2 mm, einem Gewicht von 1160 g pro 0,836 m^ und der gleichen Porosität wie der Träger in Beispiel 3 verwendet.For the poly (perfluoroethylene) carrier was a commercial product with a thickness of 3.2 mm, a weight of 1160 g per 0.836 m ^ and the same porosity as the carrier in Example 3 was used.

Es wurde das gleiche.saure Perfluorpolymere wie in Beispiel 3 nach der gleichen Arbeitsweise aufgetragen. Das Diaphragma wurde in die LaboratoriumszeHe von Beispiel 1 eingebaut. Die Elektrolyse wurde mit einer Sole von einem pH von 10,3 und mit einem Gehalt von 257 g Natriumchlorid pro Liter angefangen. Die Stromdichte betrug 110 Ampere pro 929 car und die Ze11temperatur wurde bei 90° C gehalten.The same acidic perfluoropolymer as in Example 3 was applied using the same procedure. That The diaphragm was placed in the laboratory line of Example 1 built-in. The electrolysis was started with a brine with a pH of 10.3 and a content of 257 g of sodium chloride per liter. The current density was 110 amperes per 929 car and the time temperature was up held at 90 ° C.

30981 1/1 U?30981 1/1 U?

Nach einer Betriebsdauer von 6 Tagen wurde eine Stromeffizienz von 46,4%, eine Konzentration von Natronlauge in der Sole von 5,2 Gew% und ein Spannungsabfall über die Zellflüssigkeit und das Diaphragma von 0,50 Volt festgestellt. Jetzt wurde mit der Zugabe von Asbest wie in Tabelle II angegeben begonnen. Der Asbest wurde in einer Aufschlämmung von gleicher Konzentration wie in Beispiel 3 zugegeben. Die Spannungsabfälle und die Stromausbeuten sind in Tabelle II als Mittelwerte für 48stündige Zeiträume angegeben. Der Spannungsabfall gilt für den Elektrolyten und das Diaphragma.After an operating time of 6 days, a current efficiency of 46.4%, a concentration of Sodium hydroxide solution in the brine of 5.2% by weight and a voltage drop across the cell fluid and that Diaphragm of 0.50 volts detected. Now the addition of asbestos was carried out as indicated in Table II began. The asbestos was in a slurry of the same concentration as in Example 3 added. The voltage drops and the current yields are given in Table II as mean values given for 48 hour periods. The voltage drop applies to the electrolyte and the diaphragm.

309811/1142309811/1142

TABELLE ITABLE I.

TageDays StromeffizienzPower efficiency SpannungsabfallVoltage drop NaOH gef. QQ NaOH found QQ Voltvolt NaOH theor.NaOH theor. 22 44th 30,930.9 0,500.50 66th 8888 0,460.46 88th 8484 1010 8989 1212th 8686 0,420.42 1414th 8787 1616 9090 0,470.47 1818th 9090 2020th 9090 0,470.47 2222nd 8888 2424 8989 2626th 8888 0,460.46 2828 3030th 9292 3232 ** 0,470.47 3434 3636 3838 9292 0,480.48

Asbest I Asbest IIAsbestos I Asbestos II

NT -t>-CC CD CD CDNT -t> -CC CD CD CD

to W)to W)

CO HCO H ρ, ο cn >ρ, ο cn>

ο οο ο

•Η• Η

•Η• Η «Η«Η

O M U OM U

M-IM-I

3333

M OM O

ο inο in

OO NN
inin
inin NN
mm
HH NN
■η■ η
HH
mm
HH
ιηιη
οο
ιηιη
OO οο οο οο οο οο οο αα οο

0000

O>O>

CMCM

CMCM

224 3224 3

Beispiel 5Example 5

Es wurden zwei mikroporöse Diaphragmen aus einem perfluorierten Polyolefin mit daran hängenden SuI-fonsäuregruppen und einem Äquivalenzgewicht von etwa 1200 g pro Gramm-Mol Sulfonsäuro hergestellt. Die Diaphragmen wurden mit Fasern aus Polyperfluoräthylen verstärkt. Die Diaphragmen hatten eine Dicke von O125 mm und eine Wasserpermeabilität von etwa 16 ml pro Minute bei einem 17 Zoll Wasserkopf für einen 12,7 cm Kreisdurchmesser des Diaphragmas, woraus sich eine Porosität von etwa 0,81 ml Minute"1 Fuß"2 ergibt.Two microporous diaphragms were made from a perfluorinated polyolefin with pendant sulfonic acid groups and an equivalent weight of about 1200 grams per gram-mole sulfonic acid. The diaphragms were reinforced with polyperfluoroethylene fibers. The diaphragms have a thickness of mm O 1 25 and a water permeability of about 16 ml per minute at 17 inches of water head for a 12.7 cm diameter of the diaphragm, resulting in a porosity of about 0.81 ml min "1 ft" 2 results.

Bei jedem Versuch wurde das Diaphragma in eine Laboratoriumszelle mit einer perforierten platinisierten Titananode und einer Kathode aus Eisenmaschendraht mit einem Abstand der Anode von der Kathode von 1,6 mm eingebaut. Das Diaphragma wurde auf der Kathode angeordnet und durch eine Dichtung aus PoIychlorbutadien festgehalten. Der Spannungsabfall über das Diaphragma wurde mit Hilfe von Luggin-Fühlern, die das Diaphragma auf jeder Seite berührten, gemessen. Die der Zelle zugeführte Sole enthielt 257 g Natriumchlorid pro Liter und hatte ein pH zwischen 10,3 und 11. Die Elektrolyse wurde bei etwa 90° C durchgeführt.In each experiment, the diaphragm was platinized in a laboratory cell with a perforated Titanium anode and a cathode made of wire mesh with a distance of the anode from the cathode of 1.6 mm installed. The diaphragm was placed on top of the cathode and sealed with a polychlorobutadiene seal held. The voltage drop across the diaphragm was measured using Luggin sensors, that touched the diaphragm on each side, measured. The brine fed to the cell contained 257 g Sodium chloride per liter and had a pH between 10.3 and 11. The electrolysis was carried out at about 90 ° C carried out.

' ο n in i /1 1'ο n in i / 1 1

41 -41 -

Versuch AAttempt a

Das erste Diaphragma wurde eingebaut und die Elektrolyse wurde bei einer Stromdichte von 120 Ampere pro 929 cm2 .-für 7 Tage durchgeführt. Die Stromdichte wurde dann auf 240 Ampere pro 929 cm2 für 5 Tage erhöht. Anschließend wurde die Stromdichte auf 330 Ampere pro 929 cm2 erhöht. Bei einer Stromdichte von 120 Ampere pro 929 cm2 betrug die Stromausbeute 93%, die Konzentration der Natromlauge in dem Kathodenprodukt lag bei 120 g /1 und der Spannungsabfall über das Diaphragma betrug 0,38 Volt. Bei einer Stromdichte von 240 Ampere pro 929 cmz betrug die Stromeffizienz 94%, die Konzentration der Natronlauge im Kathodenprodukt lag bei 135 g / 1 und der Spannungsabfall über das Diaphragma betrug 0,44 Volt. Bei einer Stromdichte von 330 Ampere pro 929 cm2 betrug die Stromeffizienz 97%, die Konzentration der Lauge im Kathodenprodukt lag bei 133 g / 1, und der Spannungsabfall am Diaphragma betrug 0,64 Volt.The first diaphragm was installed and the electrolysis was carried out at a current density of 120 amperes per 929 cm2 for 7 days. The current density was then increased to 240 amps per 929 cm 2 for 5 days. The current density was then increased to 330 amperes per 929 cm 2 . At a current density of 120 amperes per 929 cm 2 , the current yield was 93%, the concentration of the sodium hydroxide solution in the cathode product was 120 g / l and the voltage drop across the diaphragm was 0.38 volts. At a current density of 240 amperes per 929 cm z , the current efficiency was 94%, the concentration of the sodium hydroxide solution in the cathode product was 135 g / l and the voltage drop across the diaphragm was 0.44 volts. At a current density of 330 amperes per 929 cm 2 , the current efficiency was 97%, the concentration of the alkali in the cathode product was 133 g / l, and the voltage drop across the diaphragm was 0.64 volts.

Versuch BAttempt B

Das zweite Diaphragma wurde eingebaut und die Elektrolyse wurde mit einer Stromdichte von 330 Ampere pro 929 cm2 aufgenommen. Nach einem Tag betrug die Stromeffizienz 98%, die Konzentration der Lauge in dem Kathodenprodukt lag bei 143 g / 1 und der Spannungsabfall über das Diaphragma betrug 1,02 Volt. Nach 5 Tagen ElektrolyseThe second diaphragm was installed and electrolysis was started with a current density of 330 amperes per 929 cm 2 . After one day the current efficiency was 98%, the concentration of the alkali in the cathode product was 143 g / l and the voltage drop across the diaphragm was 1.02 volts. After 5 days of electrolysis

3 0 9 8 1 1 / 1 U ?3 0 9 8 1 1/1 U?

war die Stromeffizienz auf 88% abgefallen, aber die Konzentration der Lauge in dem Kathodenprodukt war auf 197 g / 1 gestiegen und der Spannungsabfall am Diaphragma war auf 0,40 Volt abgesunken.the power efficiency had dropped to 88%, but the The concentration of the alkali in the cathode product had risen to 197 g / l and the voltage drop am The diaphragm had dropped to 0.40 volts.

Beispiel 6Example 6

Es wurde ein Diaphragma mit einem Überzug aus einem perfluorierten Polyolefin mit an ihm hängenden sauren Gruppen auf einem Asbestsubstrat hergestellt. Das Diaphragma wurde in einer elektrolytischen Zelle verwendet.It became a diaphragm with a coating of a perfluorinated polyolefin with acidic ones attached to it Groups made on an asbestos substrate. The diaphragm was used in an electrolytic cell.

Zunächst wurde eine Lösung von 13,2 g Natriumchlorid und 12,1 g Natriumhydroxid pro Liter hergestellt. Zu 1626 ml dieser Lösung wurden 22,1 g des handelsüblichen Asbests III und 9,9 g des handelsüblichen Asbests IV zugegeben. Asbest III ist ein kurzfaseriger Chrysotilasbest, der beim "Quebec Screen Test" nach den Vorschriften der "Quebec Asbestos Producers Association" eine Bewertung von 0, 2, 10, 4 hat. Der Bereich der Faserlängen liegt bei etwa 1,6 bis 12,7 mm und der Bereich der Faserdurchmesser bei etwa 0,5 bis etwa 30 Mikron. Asbest IV ist ein langfasriger Chrysotilasbest mit einem "Quebec Screen Test" von 2, 8, 4, 2, einer Faserlänge im Bereich von etwa 6,7 bis 25,4 mm und einem Bereich von Faserdurchmessern von etwa 0,5 bis etwa 30 Mikron.First a solution of 13.2 g sodium chloride and 12.1 g sodium hydroxide per liter was prepared. To 1626 ml 22.1 g of the commercial asbestos III and 9.9 g of the commercial asbestos IV were added to this solution. asbestos III is a short-fiber chrysotile asbestos which is tested in the "Quebec Screen Test" according to the regulations of the "Quebec Asbestos Producers Association "has a rating of 0, 2, 10, 4. The range of fiber lengths is about 1.6 to 12.7 mm and the range of fiber diameters from about 0.5 to about 30 microns. Asbestos IV is a long fiber chrysotile asbestos with a "Quebec Screen Test" of 2, 8, 4, 2, a fiber length in the range from about 6.7 to 25.4 mm and a range of fiber diameters from about 0.5 to about 30 microns.

3,0 9 8 1 1 / 1 U ?3.0 9 8 1 1/1 U?

2^38662 ^ 3866

Die Aufschlämmung wurde 3 Tage gealtert.. Dann wurde der Asbest auf einem Kathodenschirm aus Eisenmaschen von der gleichen Art wie bei den vorhergehenden Beispielen abgelagert. Dann wurde die Kathode und das Diaphragma bei Raumtemperatur an der Luft für 15 Tage getrocknet.The slurry was aged for 3 days. Then the Asbestos on an iron mesh cathode screen from deposited in the same manner as in the previous examples. Then the cathode and the diaphragm dried in air at room temperature for 15 days.

Es wurde dann eine Lösung des Perfluorpolymeren mit daan hängenden Sulfonsäuregruppen von Beispiel 1 hergestellt, die in Äthanol 2% dieses handelsüblichen Polymeren enthielt. Die Lösung wurde auf die Oberfläche des Asbestdiaphragmas aufgestrichen. Die so erhaltene Kathode-Diaphragma-Anordnung wurde dann in Luft von 200° C 6 Stunden getrocknet und anschließend in Luft abkühlen gelassen. Dann wurde diese Anordnung in die Laboratoriumszelle von Beispiel 1 eingebaut.A solution of the perfluoropolymer with pendant sulfonic acid groups from Example 1 was then prepared, those in ethanol 2% of this commercially available Contained polymers. The solution was spread on the surface of the asbestos diaphragm. The so The resulting cathode-diaphragm assembly was then dried in air at 200 ° C. for 6 hours, followed by drying allowed to cool in air. This arrangement was then built into the laboratory cell of Example 1.

Die Elektrolyse wurde mit einer SoIe9 die 257 g Natriumchlorid pro Liter enthielt und ein pH von etwa 10,3 bis 11,0 hatte, aufgenommen. Zu Beginn betrug die Stromdichte 120 Ampere pro 929 cm^. Nach 13 Tagen wurde die Stromdichte auf 190 Ampere pro cm^ erhöht.The electrolysis was started with a sol 9 which contained 257 g of sodium chloride per liter and had a pH of about 10.3 to 11.0. At the beginning the current density was 120 amperes per 929 cm ^. After 13 days the current density was increased to 190 amperes per square centimeter.

Die Stromeffizienz lag zu Beginn bei 73%, stieg dann aber auf 84% nach 5 Tagen und auf 89% nach 14 Tagen. Danach blieb bis zum 52. Tag die Effizienz der Zelle zwischen 85 und 90% und die Konzentration der Lauge im Kathodenprodukt zwischen 125 und 130 g / 1. The power efficiency was initially 73%, but increased to 84% after 5 days and to 89% after 14 days. Thereafter, the efficiency of the cell remained between 85 and 90% and the concentration of the alkali in the cathode product between 125 and 130 g / l up to the 52nd day.

3 0 9 B Π / 1 Ί /«3 0 9 B Π / 1 Ί / «

Beispiel 7Example 7

Es wurden zwei Diaphragmen für die Verwendung in identischen Laboratoriumsdiaphragmazellen hergestellt. Das eine Diaphragma bestand aus Asbest mit einem überzug eines perfluorierten Polyolefins mit daran hängenden Sulfonsäuregruppen; das andere Diaphragma bestand nur aus Asbest. Beide Diaphragmen wurden aus einer Asbestaufschlämmung, wie sie in Beispiel 6 beschrieben ist, hergestellt. Die Aufschlämmung wurde 18 Tage gealtert, auf Kathoden aus Eisenmaschen niedergeschlagen, mit Wasser gewaschen, durch Saugen von Wasser durch die Diaphragmen und an der Luft bei 50° C für drei Stunden getrocknet. Danach wurde das eine Diaphragma mit 12,5 g des Perfluo!polymeren mit Sulfonsäuregruppen von Beispiel 13 in 1 Gew.%lger Lösung in Äthanol beschichtet und dann an der Luft getrocknet. Dadurch erhielt man eine Kathode-Diaphragma-Anordnung, die auf einem Asbestträger 0,53 g des sauren Perfluorpolymeren pro 929 cm2 enthielt. Das zweite Diaphragma wurde nicht mit einem Harz behandelt.Two diaphragms were made for use in identical laboratory diaphragm cells. One diaphragm was made of asbestos coated with a perfluorinated polyolefin with sulfonic acid groups attached; the other diaphragm existed only made of asbestos. Both diaphragms were made from an asbestos slurry as described in Example 6 is made. The slurry was aged for 18 days, deposited on iron mesh cathodes, washed with water, by sucking water through the diaphragms and in air at 50 ° C for three hours dried. Then the one diaphragm with 12.5 g of the perfluoropolymer with sulfonic acid groups of Example 13 coated in 1% by weight solution in ethanol and then air-dried. This gave you a cathode-diaphragm assembly containing 0.53 g of the acidic perfluoropolymer on an asbestos support per 929 cm2. The second diaphragm was not treated with a resin.

Die beiden Kathoden-Diaphragma-Anordnungen wurden in die in Beispiel 1 beschriebene Laboratoriumszelle eingebaut. Es wurde eine Sole elektrolysiert, die 257 g Natriumchlorid pro Liter bei einem pH von 10,3 bis 11,0 enthielt. Die Stromdichte betrug 500 Ampere pro 929 cm2 und der Elektrodenabstand 3,2 mm.The two cathode-diaphragm assemblies were installed in the laboratory cell described in Example 1. A brine was electrolyzed which contained 257 g of sodium chloride per liter at a pH of 10.3 to 11.0. The current density was 500 amperes per 929 cm 2 and the electrode spacing 3.2 mm.

30981 1/1 U?30981 1/1 U?

Das mit dem sauren Perfluor-Polymeren behandelte Diaphragma hatte eine Zellspannung von 4,06 Volt im Vergleich zu 4,40 Volt für das nicht-behandelte Diaphragma. Nach 28 Stunden Betriebsdauer konnten an dem mit dem Harz behandelten Diaphragma keine Erosionen festgestellt werden, wogegen das nicht-behandelte Diaphragma "stark erodiert war.The diaphragm treated with the acidic perfluoropolymer had a cell voltage of 4.06 volts in comparison to 4.40 volts for the untreated diaphragm. After 28 hours of operation, the Resin-treated diaphragm no erosions were found, whereas the untreated diaphragm "was badly eroded.

30981 1/1U230981 1 / 1U2

Claims (1)

PatentansprücheClaims 1. Verfahren zum Elektrolysieren einer Sole in einer elektrolytischen Zelle, die eine Anode, eine Kathode, ein Diaphragma zur Unterteilung der Zelle in einen Anodenraum und einen Kathodenraum und ausserhalb der Zelle angeordnete Mittel zum Anlegen einer elektromotorischen Kraft an die Anode und die Kathode besitzt, dadurch gekennzeichnet, dass man eine Sole dem Anodenraum zuführt, einen Teil des Elektrolyten veranlasst, aus dem Anodenraum durch ein Diaphragma, das einen durch den Elektrolyten benetzbaren Fluorkohlenstoff enthält* in den Kathodenraum hindurchzugehen und einen elektrischen Strom von der Anode zur Kathode schickt.1. A method for electrolyzing a brine in an electrolytic cell that has an anode, a cathode, a diaphragm for dividing the cell into an anode compartment and a cathode compartment and means arranged outside the cell for applying an electromotive force to the anode and the cathode, characterized in that a brine is supplied to the anode compartment, a Part of the electrolyte travels out of the anode compartment through a diaphragm that passes through the Electrolyte containing wettable fluorocarbon * to pass into the cathode compartment and a sends electric current from the anode to the cathode. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Fluorkohlenstoff ein Mischpolymeres mit der folgenden empirischen Formel ist 2. The method according to claim 1, characterized in that the fluorocarbon is a copolymer having the following empirical formula 30981 1/1U230981 1 / 1U2 -■ 47 -.- ■ 47 -. in der m O bis 10 ist, das Verhältnis von M zu N ausreichend ist, um ein Äquivalenzgewicht von 800 bis 2000 zu ergeben und R aus folgender Gruppe aus· gewählt ist:where m is from 0 to 10, the ratio of M to N is sufficient to give an equivalent weight of 800 to 2000 and R is from the following group of is selected: A,
(0-CF2-CF2) A,
A,
(0-CF 2 -CF 2 ) A,
(O-CF -CF) A, * ι P (O-CF-CF) A, * ι P (0-CF0-CF) (0-CF0-CF)A, *■ ι Ρ * ι(0-CF 0 -CF) (0-CF 0 -CF) A, * ■ ι Ρ * ι -0A, und-0A, and 309811/114?309811/114? wobei ρ 1 bis 3 ist, Y -CF3 oder -F ist, Rf -F oder ein Perfluoralkylrest mit 1 bis 10 Kohlenstoffatomen ist und 0 der Arylrest ist;where ρ is 1 to 3, Y is -CF 3 or -F, R f is -F or a perfluoroalkyl radical having 1 to 10 carbon atoms and 0 is the aryl radical; und wobei A eine saure Gruppe von folgenden Gruppen ist:and where A is an acidic group from the following groups is: -SO3H; -CF2SO3Hj -CCl2SO3H; -0 SO3H;-SO 3 H; -CF 2 SO 3 Hj -CCl 2 SO 3 H; -0 SO 3 H; -COOH;-COOH; 0 OH, wenn 0 ein Arylrest ist.0 OH when 0 is an aryl radical. 309811/1U2309811 / 1U2 1. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Fluorkohlenstoff ein Mischpolymeres aus Perfluoräthylen und Trifluoräthylensulfonsäure ist.1. The method according to claim 2, characterized in that the fluorocarbon is a mixed polymer Perfluoroethylene and trifluoroethylene sulfonic acid is. 4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3,, dadurch gekennzeichnet, dass das Diaphragma ein mikroporöses Teil besitzt.4. The method according to any one of claims 1 to 3 ,, thereby characterized in that the diaphragm has a microporous part. 5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das mikroporöse Teil ein Fluorkohlenstoff ist, der mit dem Elektrolyten benetzbar ist.5. The method according to claim 4, characterized in that the microporous part is a fluorocarbon, which can be wetted with the electrolyte. 6. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Diaphragma ein im wesentlichen inertes mikro· poröses Teil enthält 9 das mit einem durch die Sole benetzbaren Überzug beschichtet iste 6. The method according to claim 4, characterized in that the diaphragm contains an essentially inert microporous part 9 which is coated with a coating which can be wetted by the brine e 7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Diaphragma ein im wesentlichen inertes Teil ist, das mit einem durch die Sole benetzbaren Fluorkohlenstoff-überzug beschichtet ist.7. The method according to claim 1, characterized in that the diaphragm is an essentially inert one Part is coated with a fluorocarbon coating that is wettable by the brine. 8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das inerte Teil ein mikroporöses Blatt ist.8. The method according to claim 7, characterized in that the inert part is a microporous sheet. 9. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet 9 dass das inerte Teil faserförraig ist.9. The method according to claim 7, characterized in 9 that the inert part is fibrous. 10'. Verfahren nach Anspruch 99 dacteefo gekennzeichnet, dass das faserförmige inerte Teil10 '. Method according to claim 9 9 dacteefo characterized in that the fibrous inert part 3 0 981 1/1 U23 0 981 1/1 U2 11. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das faserförmige Inerte Teil einen Polyfluorkohlenstoff enthält.11. The method according to claim 9, characterized in that that the fibrous inert part is a polyfluorocarbon contains. 12. Verfahren nach„Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kathode mit einer Fluorkohlenstoffbeschichtung versehen ist.12. The method according to "claim 1, characterized in that that the cathode is provided with a fluorocarbon coating. 13. Verfahren zum Elektrolysieren einer Sole in einer elektrolytischen Zelle, die eine Anode, eine Kathode, ein Diaphragma zur Unterteilung der Zelle in einen Anodenraum und in einen Kathodenraum und Mittel zum Anlegen einer elektromotorischen Kraft zwischen der Anode und der Kathode besitzt, dadurch gekennzeichnet, dass man dem Anodenraum Sole zuführt; einen Teil des Elektrolyten veranlasst, aus dem Anode ι-raum durch ein Diaphragma, das einen kationenselektiven Fluorkohlenstoff enthält, in den Kathodenraum hindurchzutreten und
elektrischen Strom von der Anode zur Kathode schickt.
13. A method for electrolyzing a brine in an electrolytic cell which has an anode, a cathode, a diaphragm for dividing the cell into an anode compartment and a cathode compartment and means for applying an electromotive force between the anode and the cathode, characterized in that, that brine is supplied to the anode compartment; causes part of the electrolyte to pass from the anode space through a diaphragm which contains a cation-selective fluorocarbon into the cathode space and
sends electric current from the anode to the cathode.
14. Elektrolytische Zelle mit einer Anode, einer Kathode, Mitteln zum Anlegen einer elektromotorischen Kraft und einem Diaphragma zwischen dem Anodenraum und dem Kathodenraum, dadurch gekennzeichnet, dass das Diaphragma einen kationenselektiven Fluorkohlenstoff enthält.14. Electrolytic cell comprising an anode, a cathode, means for applying an electromotive force and a diaphragm between the anode compartment and the cathode compartment, characterized in that the diaphragm contains a cation-selective fluorocarbon. 15. Elektrolytische Zelle nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass der kationenselektive Fluork ihlenstoff ein Mischpolymeres der folgenden empirischen Formel enthalt 309fm/1u? 15. An electrolytic cell according to claim 14, characterized in that the cation-selective fluorine coolant contains a mixed polymer of the following empirical formula: 309fm / 1u? in der m O bis 10 ist, das Verhältnis von M zu N ausreichend ist, um ein Äquivalenzgewicht von 800 bis 2000 zu ergeben und R aus folgender Gruppe aus· gewählt ist! .in which m is from 0 to 10 , the ratio of M to N is sufficient to give an equivalent weight of 800 to 2000 and R is selected from the following group:! . (0-CF9-CF)n(O-CF0-CF)A,(0-CF 9 -CF) n (O-CF 0 -CF) A, -0A, und-0A, and 30981 1/11/,?30981 1/11 / ,? wobei ρ 1 bis 3 ist, Y -CF, oder -F ist, Rf -F oder ein Perfluoralkylrest mit 1 bis 10 Kohlenstoffatomen ist und 0 der Arylrest ist; where ρ is 1 to 3, Y is -CF, or -F, R f is -F or a perfluoroalkyl radical having 1 to 10 carbon atoms and 0 is the aryl radical; und wobei A eine saure Gruppe von folgenden Gruppen istiand where A is an acidic group of the following groups: i -SO3H,-SO 3 H, -CCl2SO3Hi
-0
-CCl 2 SO 3 Hi
-0
-COOHi-COOHi und . ■ 'and . ■ ' 0 OH9 wenn 0 ein Arylrest ist. 0 OH 9 when 0 is an aryl radical. 30981 UIU?30981 UIU? 16. Elektrolytische Zelle nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass der Fluorkohlenstoff ein Mischpolymeres aus Perfluoräthylen und Trifluoräthylensulfonsäure ist.16. Electrolytic cell according to claim 15, characterized in that the fluorocarbon is a Copolymer of perfluoroethylene and trifluoroethylene sulfonic acid is. 17. Elektrolytisch^ Zelle nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Diaphragma ein mikroporöses Teil enthält. 17. Electrolytic ^ cell according to claim 14, characterized characterized in that the diaphragm contains a microporous part. 18. Elektrolytische Zelle nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass das mikroporöse Teil ein kationenselektiver Fluorkohlenstoff ist.18. Electrolytic cell according to claim 17, characterized in that the microporous part is a is cation selective fluorocarbon. 19. Elektrolytische Zelle nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass das Diaphragma ein im wesentlichen inertes mikroporöses Teil mit einer kationenselektiven Beschichtung ist.19. Electrolytic cell according to claim 17, characterized in that the diaphragm is an im is an essential inert microporous part with a cation-selective coating. 20. Elektrolytische Zelle nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Diaphragma ein im wesentlichen inertes Teil mit einer kationenselektiven Fluorkohlenstoffbeschichtung besitzt.20. Electrolytic cell according to claim 14, characterized in that the diaphragm is a substantially inert part with a cation-selective fluorocarbon coating. 21. Elektrolytische Zelle nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass das inerte Teil ein mikroporöses Blatt ist. 21. Electrolytic cell according to claim 20, characterized in that the inert part is a microporous sheet. 22. Elektrolytische Zelle nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass das inerte Teil faserförmig ist.22. Electrolytic cell according to claim 20, characterized in that the inert part is fibrous is. 3 0 9 8 11/1H?3 0 9 8 11 / 1H? 23. Slektrolytische Zelle nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass das faserförmige Teil Asbest enthält.23. Slectrolytic cell according to claim 22, characterized marked that the fibrous part contains asbestos. 24. Elektrolytische Zelle nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass das faserförmige Teil einen Polyfluorkohlenstoff enthält.24. Electrolytic cell according to claim 22, characterized characterized in that the fibrous part contains a polyfluorocarbon. 25. Elektrolytische Zelle nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Diaphragma eine Fluorkohlenstoff beschichtung auf der Kathode darstellt.25. Electrolytic cell according to claim 14, characterized in that the diaphragm is a fluorocarbon coating on the cathode. 26. Elektrolytische Zelle mit einer Anode, einer Kathode, Mitteln zum Anlegen einer elektromotorischen Kraft und einem Diaphragma, dadurch gekennzeichnet, dass das Diaphragma einen Fluorkohlenstoff enthält, der mit wässrigen Lösungen von Natriumchlorid benetzbar ist.26. Electrolytic cell with an anode, a cathode, means for applying an electromotive force and a diaphragm, characterized in that that the diaphragm contains a fluorocarbon which is mixed with aqueous solutions of Sodium chloride is wettable. 27. Reaktionsprodukt von Chrysotilasbest und27. Reaction product of chrysotile asbestos and wobei m 2 bis 10 ist, das Verhältnis von M zu N ausreichend ist, um ein Äquivalenzgewicht von - bis 2000 zu ergeben und R aus der folgenden Gruppe ausgewählt ist:where m is 2 to 10, the ratio of M to N is sufficient to give an equivalent weight of - to 2000 and R is selected from the following group: 30 981 1/1 IU30 981 1/1 IU -SO3H,-SO 3 H, , SO,H ι 'P 3-, SO, H ι 'P 3- (0-CF0-CF) (0-CF0-CF)SO,H(0-CF 0 -CF) (0-CF 0 -CF) SO, H Z ι ρ Ζ(Z ι ρ Ζ ( Y Rf YR f -0SO3H-0SO 3 H wobei ρ 1 bis 3 ist, Y -CF3 oder -F ist, R. -F oder ein Perfluoralkylrest mit 1 bis 10 Kohlenstoffatomen und 0 der Arylrest ist.where ρ is 1 to 3, Y is -CF 3 or -F, R. is -F or a perfluoroalkyl radical having 1 to 10 carbon atoms and 0 is the aryl radical. 28. Asbestfaser mit einem an seiner Oberfläche gebundenen Fluorkohlenstoffpolymeren.28. Asbestos fiber with a fluorocarbon polymer bonded to its surface. 29» Asbestfaser nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, dass das Fluorkohlenstoffpolymere folgende empirische Formel hat:29 »Asbestos fiber according to claim 28, characterized in that that the fluorocarbon polymer has the following empirical formula: 309811/11A7309811 / 11A7 . - 56 -. - 56 - f in der α O bis 10 1st, das Verhältnis yon M zu N ausreichend ist, um ein Aqulvalenzgewlcht von bis 2000 zu ergeben und R aus folgender Gruppe aus gewählt Istt f to a Aqulvalenzgewlcht of yield to 2000, and R is selected from the group consisting of α selected in the 1st O to 10, the ratio of M to N is sufficiently yon ISTT CO-CF2-CF)pA, YCO-CF 2 -CF) p A, Y CO-CF9-CF)nCO-CF9-CF)A, Zip ZiCO-CF 9 -CF) n CO-CF 9 -CF) A, Zip Zi 30981 1/1H?30981 1 / 1H? wobei ρ 1 bis 3 ist, Y -CF3 oder -F ist, Rf -F öder ein Perfluoralfcylrest mit 1 bis 10 Kohlenstoffatomen ist und 0 der Arylrest ist;where ρ is 1 to 3, Y is -CF 3 or -F, R f is -F or a perfluoroalcyl radical having 1 to 10 carbon atoms and 0 is the aryl radical; und wobei A eine saure Gruppe von folgenden Gruppenand where A is an acidic group from the following groups -COOHf und .-COOHf and. 0 OH, wenn 0 ein Arylreit ist 0 OH when 0 is an aryl ride 11/114?11/114? 30. Asbestfaser nach Anspruch 29, dadurch gekennzeichnet! dass A -SO3H ist.30. Asbestos fiber according to claim 29, characterized! that A is -SO 3 H. 31. Asbestfaserteil, dadurch gekennzeichnet, dass31. Asbestos fiber part, characterized in that an einer seiner Oberflächen ein dünner haftender Überzug ist, der ein Fluorkohlenstoffpolymeres enthält.on one of its surfaces is a thin adhesive coating which is a fluorocarbon polymer contains. 32. Asbestfaserteil nach Anspruch 31, dadurch gekennzeichnet, dass das Fluorkohlenstoffpolymere die folgende empirische Formel hat;32. asbestos fiber part according to claim 31, characterized in that the fluorocarbon polymer has the following empirical formula; 3098 11/114?3098 11/114? ι Ν . R ι Ν. R. iti der m O bis 10 ist, das Verhältnis von M zu N ausreichend ist, um ein Äquivalenzgewicht von 800 bis 2000 zu ergeben und R aus folgender Gruppe ausgewählt lets ' iti the m is O to 10 , the ratio of M to N is sufficient to give an equivalent weight of 800 to 2000 and R is selected from the following group lets' (O-CF -CF) A, ztp(O-CF -CF) A, z t p (0-CF9-CF) 40-CF9-CF)A, Z ι ρ L % (0-CF 9 -CF) 40-CF 9 -CF) A, Z ι ρ L% -0A, und .-0A, and . wobei ρ 1 bis 3 ist, Y -Cf3 oder -F ist» ftf -F öder ein Perfluoralkylrest mit 1 bis 10 Kohlenstoffatomen lit und 0 der Arylreet ist;where ρ is 1 to 3, Y is -Cf 3 or -F »ft f -F or a perfluoroalkyl radical with 1 to 10 carbon atoms and 0 is the aryl reet; und wobei A eine saure Gruppe von folgenden Gruppen Isttand where A is an acidic group from the following groups Is -SO3Hj .-SO 3 Hj. -CF2SO3Hj-CF 2 SO 3 Hj -COOK}-COOK} 0 OH, wenn 0 ein Arylrest ist.0 OH when 0 is an aryl radical. 3 Q 9 8 1 1 / 1 U 23 Q 9 8 1 1/1 U 2 33. Asbestfaser nach Anspruch 32, dadurch gekennzeichnet, dass A -SO3H ist. 33. Asbestos fiber according to claim 32, characterized in that A is -SO 3 H. 34. Asbestfaserteil, das an einer Seite einer porösen Metallelektrode angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die von der Metallelektrode abgewandte Seite dieses Teils einen dünnen, haftenden Überzug34. Asbestos fiber part, which is arranged on one side of a porous metal electrode, characterized in that that the side of this part facing away from the metal electrode has a thin, adhesive coating ' aus einem Fluorkohlenstoffpolymeren besitzt.'Made of a fluorocarbon polymer. 35. Asbestfaserteil nach Anspruch 34, dadurch gekennzeichnet, dass das Fluorkohlenstoffpolymere die folgende empirische Formel hat: 35. Asbestos fiber part according to claim 34, characterized in that the fluorocarbon polymer has the following empirical formula: 3 0 9 8 1 1 / Ί U3 0 9 8 1 1 / Ί U in der m O bis 10 ist, das Verhältnis von M zu N ausreichend ist, um ein Äquivalenzgewicht von bis 2000 zu ergeben und R aus folgender Gruppe aus· gewählt istι in which m is from 0 to 10, the ratio of M to N is sufficient to give an equivalent weight of up to 2000 and R is selected from the following group (0-CF2-CF2) A,(0-CF 2 -CF 2 ) A, CO-CF2-CF)pA, YCO-CF 2 -CF) p A, Y CO-CF2-CF) CO-CF2-CF)A, Y R,CO-CF 2 -CF) CO-CF 2 -CF) A, YR, -0A, und-0A, and 309811/114?309811/114? 22438862243886 wobei ρ 1 bis 3 1st* Y -CF^ oder -Fwhere ρ 1 to 3 1st * Y -CF ^ or -F ein Perfluoralkylrest mit 1 bis 10 Kohlenstoff atomena perfluoroalkyl radical with 1 to 10 carbon atoms ist und 0 der Arylrest ist;and 0 is the aryl radical; v und Wobei A eine saure Gruppe von folgenden Gruppen lets v and where A lets an acidic group of the following groups -COOHj-COOHj 0 OH9 wenn 0 ein Arylrest 1st0 OH 9 when 0 is an aryl radical 3 G Q B 3 I / Ü IU ■?3 G Q B 3 I / Ü IU ■? 36. Asbestfaserteil, dadurch gekennzeichnet, dass A -SO3H ist.36. Asbestos fiber part, characterized in that A is -SO 3 H. 309811/114?309811/114?
DE19722243866 1971-09-09 1972-09-07 DIAPHRAGMS FOR ELECTROLYTIC CELLS Withdrawn DE2243866A1 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US17915171A 1971-09-09 1971-09-09
US28402272A 1972-08-28 1972-08-28

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE2243866A1 true DE2243866A1 (en) 1973-03-15

Family

ID=26875050

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE19722243866 Withdrawn DE2243866A1 (en) 1971-09-09 1972-09-07 DIAPHRAGMS FOR ELECTROLYTIC CELLS

Country Status (6)

Country Link
BE (1) BE788557A (en)
DE (1) DE2243866A1 (en)
FR (1) FR2152788B1 (en)
GB (1) GB1401290A (en)
IT (1) IT974990B (en)
NL (1) NL7212225A (en)

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2630583A1 (en) * 1975-07-07 1977-01-20 Tokuyama Soda Kk ANODE STRUCTURE FOR ELECTROLYSIS IN THE LIQUID PHASE
DE2646821A1 (en) * 1975-10-17 1977-07-07 Asahi Glass Co Ltd PROCESS FOR MANUFACTURING ALKALINE HYDROXIDE
DE2643162A1 (en) * 1976-09-24 1978-03-30 Asahi Glass Co Ltd Sodium chloride soln. electrolysis using cation exchange membrane - of fluorinated polymer with carboxyl gps. and limited water permeability
US4116888A (en) * 1976-10-28 1978-09-26 Asahi Glass Company Ltd. Process for producing fluorinated copolymer having ion-exchange groups
DE2844499A1 (en) * 1977-12-09 1979-06-13 Gen Electric PROCESS FOR CONTINUOUS PRODUCTION OF HALOGEN BY ELECTROLYSIS OF HALOGEN HYDROGEN
DE2844496A1 (en) * 1977-12-09 1979-06-13 Gen Electric PRODUCTION OF HALOGENES BY ELECTROLYSIS OF ALKALIMETAL HALOGENIDES
US4186084A (en) * 1975-05-20 1980-01-29 E. I. Du Pont De Nemours And Company Hydrophilic fluoropolymers
US4188469A (en) * 1975-05-20 1980-02-12 E. I. Du Pont De Nemours And Company Composition of hydrophilic fluoropolymers with fibrous matter and liquid carrier
DE2560151B1 (en) * 1974-03-07 1980-11-27 Asahi Chemical Ind Dense cation exchange membrane containing fluorocarbon polymers and functional groups for the electrolysis of an aqueous sodium chloride solution
DE4142749A1 (en) * 1991-12-23 1993-07-01 Bernd Dr Rer Nat Dr Me Lorbeer Desalinating appts. for sea or brackish water - has electrolysis chambers interlinked with ion conductive dividing plates made of sand and cement

Families Citing this family (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3976549A (en) * 1973-02-26 1976-08-24 Hooker Chemicals & Plastics Corporation Electrolysis method
US4021327A (en) * 1975-04-29 1977-05-03 E. I. Du Pont De Nemours And Company Reinforced cation permeable separator
FR2314214A2 (en) * 1975-06-11 1977-01-07 Rhone Poulenc Ind PROCESS FOR MANUFACTURING POROUS PLASTIC DIAPHRAGMS AND NEW DIAPHRAGMS SO OBTAINED
MX145160A (en) * 1976-05-21 1982-01-12 Diamond Shamrock Corp METHOD FOR FORMING A MEMBRANE ON A NORMAL DIAPHRAGM CELL FORAMINOUS ELECTRODE
FR2364978A1 (en) * 1976-09-20 1978-04-14 Tokuyama Soda Kk Cathodic element for liq.-phase electrolysis of alkali metal salts - comprises cathode and coating of polymer contg. ion-exchange gp. esp. exchanging fluoride ions, providing high purity hydroxide cpds.
US4224130A (en) * 1978-02-13 1980-09-23 The Dow Chemical Company Electrolytic diaphragm cell
GB2051870B (en) * 1979-06-07 1983-04-20 Asahi Chemical Ind Method for electrolysis of aqueous alkali metal chloride solution
US4315805A (en) * 1979-11-08 1982-02-16 Ppg Industries, Inc. Solid polymer electrolyte chlor-alkali process
US4470889A (en) * 1980-06-11 1984-09-11 The Dow Chemical Company Electrolytic cell having an improved ion exchange membrane and process for operating
US4358545A (en) * 1980-06-11 1982-11-09 The Dow Chemical Company Sulfonic acid electrolytic cell having flourinated polymer membrane with hydration product less than 22,000
FI72150C (en) * 1980-11-15 1987-04-13 Asahi Glass Co Ltd Alkalimetallkloridelektrolyscell.
BR8202397A (en) * 1981-05-01 1983-04-12 Du Pont MEMBRANE COMPOSITE / ELECTRODE ELECTROCHEMICAL CELL PROCESS FOR ELECTROLYSIS OF AN ALKALINE METAL CHLORIDE IN AN ELECTROCHEMICAL CELL
BR8202395A (en) * 1981-05-01 1983-04-12 Du Pont MEMBRANE COMPOSITE SET / ELECTROCHEM CELL ELECTRODE AND ELECTROLYSIS PROCESS
JPS58199884A (en) 1982-05-18 1983-11-21 Asahi Glass Co Ltd Improved cation exchange membrane for electrolysis
FR2545495B1 (en) * 1983-05-02 1987-02-06 Du Pont MEMBRANES CONSISTING OF A FLUORINATED ION EXCHANGER POLYMER CONTAINING CARBOXYLIC GROUPS, ELECTROLYSIS METHOD AND ELECTROCHEMICAL CELL USING THE SAME
EP0184381B1 (en) * 1984-12-07 1989-05-31 The Dow Chemical Company Electrochemical process and cell

Cited By (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2560151B1 (en) * 1974-03-07 1980-11-27 Asahi Chemical Ind Dense cation exchange membrane containing fluorocarbon polymers and functional groups for the electrolysis of an aqueous sodium chloride solution
DE2560241C2 (en) * 1974-03-07 1982-07-01 Asahi Kasei Kogyo K.K., Osaka Process for the electrolysis of sodium chloride
DE2560232B2 (en) * 1974-03-07 1981-08-06 Asahi Kasei Kogyo K.K., Osaka Dense cation exchange membrane containing fluorocarbon powders and functional groups for the electrolysis of an aqueous sodium chloride solution
DE2510071B2 (en) 1974-03-07 1980-11-27 Asahi Kasei Kogyo K.K., Osaka (Japan) Process for the electrolysis of sodium chloride
US4186084A (en) * 1975-05-20 1980-01-29 E. I. Du Pont De Nemours And Company Hydrophilic fluoropolymers
US4188469A (en) * 1975-05-20 1980-02-12 E. I. Du Pont De Nemours And Company Composition of hydrophilic fluoropolymers with fibrous matter and liquid carrier
DE2630583A1 (en) * 1975-07-07 1977-01-20 Tokuyama Soda Kk ANODE STRUCTURE FOR ELECTROLYSIS IN THE LIQUID PHASE
DE2646821A1 (en) * 1975-10-17 1977-07-07 Asahi Glass Co Ltd PROCESS FOR MANUFACTURING ALKALINE HYDROXIDE
DE2643162A1 (en) * 1976-09-24 1978-03-30 Asahi Glass Co Ltd Sodium chloride soln. electrolysis using cation exchange membrane - of fluorinated polymer with carboxyl gps. and limited water permeability
US4116888A (en) * 1976-10-28 1978-09-26 Asahi Glass Company Ltd. Process for producing fluorinated copolymer having ion-exchange groups
DE2844496A1 (en) * 1977-12-09 1979-06-13 Gen Electric PRODUCTION OF HALOGENES BY ELECTROLYSIS OF ALKALIMETAL HALOGENIDES
DE2844499A1 (en) * 1977-12-09 1979-06-13 Gen Electric PROCESS FOR CONTINUOUS PRODUCTION OF HALOGEN BY ELECTROLYSIS OF HALOGEN HYDROGEN
DE4142749A1 (en) * 1991-12-23 1993-07-01 Bernd Dr Rer Nat Dr Me Lorbeer Desalinating appts. for sea or brackish water - has electrolysis chambers interlinked with ion conductive dividing plates made of sand and cement

Also Published As

Publication number Publication date
BE788557A (en) 1973-03-08
IT974990B (en) 1974-07-10
AU4650672A (en) 1974-03-21
GB1401290A (en) 1975-07-16
FR2152788A1 (en) 1973-04-27
NL7212225A (en) 1973-03-13
FR2152788B1 (en) 1976-01-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE2243866A1 (en) DIAPHRAGMS FOR ELECTROLYTIC CELLS
US3853720A (en) Electrolysis of brine using permeable membranes comprising fluorocarbon copolymers
US3853721A (en) Process for electrolysing brine
DE2560151B1 (en) Dense cation exchange membrane containing fluorocarbon polymers and functional groups for the electrolysis of an aqueous sodium chloride solution
DE3112798A1 (en) SOLID POLYMERS ELECTROLYTIC CATHODE UNIT
US5168005A (en) Multiaxially reinforced membrane
US4680101A (en) Electrolyte permeable diaphragm including a polymeric metal oxide
US5133843A (en) Method for the recovery of metals from the membrane of electrochemical cells
JPS648713B2 (en)
EP2461402B1 (en) Oxygen-consuming electrode and method for its production
DE3107640A1 (en) &#34;METHOD FOR WETTING UP HYDROPHOBIC, POLYMERIC ELECTROLYSIS CELL SEPARATORS&#34;
DE10119287B4 (en) Process for producing a diaphragm for electrolytic cells and use thereof
DE2748082A1 (en) ELECTROLYSIS OF ALKALINE HALOGENIDES
DE10119285B4 (en) Method for operating a chlor-alkali electrolysis cell
EP0096991B1 (en) Porous diaphragm for electrolytic cell
DE3247725A1 (en) INTERMEDIATE PRODUCT FOR AN UNIFORM MEMBRANE AND ELECTRODE BUILDING UNIT, AND METHOD FOR ITS CONVERSION INTO THE FINAL PRODUCT
DE2454827B2 (en) ELECTROLYSIS CELL
DE3036066C2 (en)
FI68671C (en) PERMEABEL DIAPHRAGM AV ETT HYDROFOBT ORGANIC POLYMER MATERIAL FOER ELECTROLYSIS AV EQUIPMENT ALKALINE METAL HALOGEN
DE2630883C2 (en) Use of a layer containing porous inorganic oxides applied to a metallic support by the plasma or flame spraying process as a diaphragm in an electrolysis cell
US4477321A (en) Sacrificial reinforcements in cation exchange membrane
EP0069772B1 (en) Sacrificial reinforcement in cation exchange membrane
CA1175781A (en) Forming fluorinated ion exchange polymer on removable thin layer over perforated electrode
DE2929755A1 (en) CATHODE ELEMENT
KR900003098B1 (en) Methods for producing synthetic diaphragm

Legal Events

Date Code Title Description
OD Request for examination
8130 Withdrawal